Specifická hmotnost: koncept, definice a aplikace

Dnes zvažujeme specifickou hmotnost a její rozdíl od hustoty. Zde je metoda pro získání této vlastnosti pro pevné látky. Článek představuje největší a nejmenší podíl u vzácných kovů, které jsou srovnávány s podobnými hodnotami některých významných látek moderního světa.

Rozdíl mezi hmotností a hmotností

Za prvé stojí za to diskutovat o rozdílu, který v každodenním životě absolutně není důležitý. Ale pokud vyřešíte fyzické problémy s pohybem těles ve vesmíru, které nejsou spojeny s povrchem planety Země, pak jsou rozdíly, které prezentujeme, velmi významné. Takže popisujeme rozdíl mezi hmotností a hmotností.

Stanovení hmotnosti

Hmotnost má smysl pouze v oblasti gravitace, tedy v blízkosti velkých objektů. Jinými slovy, pokud je člověk v oblasti přitažlivosti hvězdy, planety, velké satelity nebo asteroidů slušné velikosti, pak je váha síla, kterou tělo působí na překážku mezi ním a zdrojem gravitace v pevném referenčním rámci. Tato hodnota je měřena v newtonech. Představte si, že ve vesmíru visí hvězda, v určité vzdálenosti je kamenná deska a na talíři leží železná koule. To je, jak velký tlak přinese na překážku, stejně jako váha.

Jak víte, gravitace závisí na vzdálenosti a hmotnosti přitahujícího objektu. To znamená, že pokud míč leží daleko od těžké hvězdy nebo blízko malé a poměrně lehké planety, bude působit rovnoměrně na desce. Ale v různých vzdálenostech od zdroje gravitace bude síla odporu stejného objektu odlišná. Co to znamená? Pokud se člověk pohybuje ve stejném městě, pak nic. Ale pokud mluvíme o horolezci nebo ponorce, pak mu dejte vědět: hluboko pod oceánem, blíže k jádru, objekty mají větší váhu než na hladině moře a vysoko na horách - méně. Nicméně, v mezích naší planety (mimochodem, ne největší ve sluneční soustavě) rozdíl není tak významný. Stává se znatelné při vstupu do prostoru, mimo atmosféru.

Stanovení hmotnosti

Hmotnost úzce souvisí s setrvačností. Pokud jdete hluboko, určuje, které gravitační pole tělo vytváří. Toto fyzické množství je jednou z nejdůležitějších vlastností. Závisí pouze na látce v relativně nerelativních rychlostech. Na rozdíl od hmotnosti, hmotnost nezávisí na vzdálenosti k jinému objektu, určuje sílu interakce s ním.

Hodnota hmotnosti objektu je také invariantní pro systém, ve kterém je definován. Měří se v takových množstvích, jako je kilogram, tuny, libra (nedá se zaměnit s nohou) a dokonce i kámen (který v angličtině znamená "kámen"). Vše závisí na tom, v jaké zemi žije člověk.

Stanovení specifické hmotnosti

Nyní, když čtenář porozuměl tomuto významnému rozdílu mezi dvěma podobnými pojmy a nezaměňoval je mezi sebou, přecházíme k tomu, co je specifická váha. Tento pojem se vztahuje na poměr hmotnosti látky k jejímu objemu. V univerzálním systému je SI označen jako novýton na metr krychlový. Všimněte si, že definice se týká látky, která je uvedena buď v čistě teoretickém (obvykle chemickém) aspektu, nebo ve vztahu k homogenním tělům.

Při některých problémech vyřešených v konkrétních oblastech fyzických znalostí je specifická váha považována za následující vztah: kolik je testovaná látka těžší než voda o čtyřech stupních Celsia se stejnými objemy. Tato přibližná a relativní hodnota je zpravidla používána ve vědách, spojených spíše s biologií nebo geologií. Tento závěr je založen na skutečnosti, že tato teplota je v průměru v oceánu po celé planetě. Alternativně může být specifická hmotnost stanovená druhým způsobem nazývána relativní hustotou.

Rozdíl mezi měrnou hmotností a hustotou

Poměr, kterým se toto množství určí, lze snadno zaměňovat s hustotou, protože je hmotnostně dělený objemem. Avšak váha, jak jsme se naučili, závisí na vzdálenosti od zdroje gravitace a její hmotnosti, a tyto pojmy jsou odlišné. Je třeba poznamenat, že v určitých podmínkách, a sice při nízkých (relativistických) rychlostech, konstantních g a malých akceleracích, se může hustota a specifická hmotnost číselně shodovat. To znamená, že při výpočtu dvou veličin získáte pro ně stejnou hodnotu. Pokud jsou splněny výše uvedené podmínky, může tato náhoda vést k myšlence, že tyto dva pojmy jsou stejné. Tato mylná pojetí je nebezpečná kvůli zásadnímu rozdílu mezi vlastnostmi zakotvenými v jejich založení.

Měření specifické hmotnosti

Domy, aby se podíl kovů a jiných pevných látek, je obtížné. V nejjednodušší laboratoři, vybavené váhy s hlubokými mísami, například ve škole, není to těžké. Kovový objekt je zvážen v normálních podmínkách - tedy ve vzduchu. Tato hodnota se zaregistruje jako x1. Pak ta mísa, ve které je předmět leží, je ponořen do vody. Současně ztrácí známé Archimedův zákon hmotnosti Přístroj ztratí původní polohu, jho je zkroucený. Pro vyvažování je přidána zátěž. Hodnotu udáváme x2.

Tělesná hmotnost bude poměr x1 k x2. Kromě kovů se měří měrná hmotnost pro látky v jiném stavu agregace, s nerovným tlakem, teplotou a dalšími vlastnostmi. Pro určení požadované hodnoty použité metody vážení, pyknometru, hustoměru. V každém případě byste měli vybrat takové experimentální instalace, které zohledňují všechny faktory.

Látky s nejvyšší a nejnižší měrnou hmotností

Vedle čisté matematické a fyzické teorie jsou zajímavé záznamy. Zde se pokusíme přinést ty prvky chemického systému, které mají nejvyšší a nejnižší registrovanou měrnou hmotnost. Mezi neželeznými kovy je nejvíce "těžká" - ušlechtilá platina a zlato, po níž následuje tantalum, pojmenované podle starověkého řeckého hrdiny. První dvě látky o specifické hmotnosti téměř dvojnásobné hodnoty stříbra, molybdenu a olova. Nejlehčí mezi vzácnými kovy byl hořčík, který je téměř šestkrát menší než trochu těžší vanad.

Specifická hustota některých dalších látek

Svět moderny by byl nemožný bez železa a jeho různých slitin a jejich specifická váha nepochybně závisí na složení. Jeho hodnota se pohybuje v jedné nebo dvou jednotkách, ale v průměru to není nejvyšší u všech látek. A co můžeme říct o hliníku? Jako hustota je velmi nízká - pouze dvojnásobek množství hořčíku. To je významná výhoda například pro výstavbu vysokých budov nebo letadla, zejména v kombinaci s pevnostmi a tvárností.

Ale měď má velmi vysokou specifickou hmotnost, téměř na stejném místě se stříbrem a olovem. Současně jsou jeho slitiny, bronzové a mosazné, lehce lehčí na úkor jiných kovů s nižší hodnotou velikosti, o níž se diskutuje. Velmi krásný a neuvěřitelně drahý diamant má spíše nízkou hodnotu specifické hmotnosti - jen třikrát větší než hořčík. Křemík a germanium, bez nichž by moderní miniaturní gadgety nebyly možné, i když mají podobné struktury, jsou nicméně odlišné. Podíl prvního je téměř polovina stejně jako druhý, ačkoli oba jsou relativně lehké látky v tomto měřítku.