Vad är sambandet mellan specifik tyngdkraft och densitet?

Specifik tyngdkraft och densitet är relaterad genom att specifika tyngdkraften är ett förhållande baserat på en standardtäthet som används i vetenskapen, med vatten som bastäthet för vätskor och fasta ämnen, och luft- eller vätgas som bastensitet för gaser. Densitet är den genomsnittliga kompaktheten för ett ämne, mätt vanligtvis som pund per kubikfot (lbs/ft ³ ) eller kilogram per kubikmeter (kg/m ³ ). Att dela tätheten för ett känt ämne med referensdensiteten för vatten bestämmer dess specifika tyngdkraft.

Ett exempel på förhållandet mellan specifik tyngdkraft och densitet med fasta ämnen kan demonstreras genom att titta på kvaliteten på ett element som guld. Rent guld har en specifik tyngdkraft på 19,33 och en fast densitet vid en rumstemperatur på 68 ° Fahrenheit (20 ° Celsius) på 19,30 gram per kubikcentimeter (g/cm ³ ). Anledningen till att dessa siffror verkar så lika beror på referenspunkten för vatten vid beräkning av specifik tyngdkraft, med vattens densitet vid rumstemperaturAtt vara mycket nära 1 g/cm ³ . Egentligen är vattendensiteten 0,99823 g/cm ³ , vilket resulterar i något olika antal i specifik tyngdkraft och densitet för fasta ämnen. Att uttrycka Golds specifika tyngdkraft i mer exakta termer eftersom förhållandet mellan guldens densitet och vattens densitet skulle vara 19,30 g/cm ³ dividerat med 0,99823 g/cm ³ till lika med ett förhållande av 19,33/1.

Uttryck av specifik tyngdkraft och densitet med vätskor innehåller Pascals lag, som säger att trycket i en begränsad, inkomprimerbar vätskevolym är densamma överallt. Tryckhänsyn beaktas också för tätheten av gaser med idealisk gaslagar för att producera tillnärmningar när det gäller tillståndet för en gas baserad på tryck, volym och temperatur. Med alla specifika tyngdkraftsberäkningar bör referensdensiteten för luft vara en atmosfär på 14,7 lb/i ² (101.3KPA).

En av de mest uppenbara värdena för specifika tyngdkrafts- och densitetsberäkningar är att förhållandet omedelbart berättar om ett material kommer att sjunka eller flyta i vatten. Varje specifik vikt över en är tätare än vatten, men aluminium har en specifik vikt på endast 2,7 vid rumstemperatur kontra tyngre metaller som guld. Potentiellt farliga gaser som används i industrin såsom silan, som spontant kommer att förbränna i luften, har en specifik vikt på 1,11. Att veta att det bara är något tyngre än luft hjälper till att utforma brandundertryckssystem.

Kommersiellt har specifika tyngdkrafts- och densitetstabeller för olika kemikalier ett brett utbud av användningsområden. Inom gemologi jämförs den specifika tyngdkraften för en prov GEM, även känd som relativ densitet, med en högkvalitativ referens för att bestämma dess värde. Sådana värden används också för att bestämma äggskalets tjocklek för att se om ägg är tillräckligt starka för att bearbeta genom livsmedelsmarknadsföringssystemet, för att bestämma kompressionsstyrkan hos Solja i byggbranschen och i oljeindustrin för att bestämma energiinnehållet i petroleum.