MẬT ĐỘ TƯƠNG ĐỐI: TÍNH TOÁN, VÍ DỤ, BÀI TẬP - VẬT LÝ - 2026

Tỷ trọng tương đối là mối quan hệ không thứ nguyên giữa khối lượng riêng của một chất và chất chuẩn thường là nước ở 4 ° C (39,2 ° F) đối với chất lỏng và chất rắn, trong khi đối với khí khô được sử dụng.

Trong một số văn bản, nó còn được gọi là trọng lượng riêng (bản dịch theo nghĩa đen của trọng lượng riêng trong tiếng Anh), nhưng nó là cùng một khái niệm. Cả hai tỷ trọng phải nằm trong cùng một hệ đơn vị và được đo trong các điều kiện áp suất và nhiệt độ bằng nhau.

Vật nổi có khối lượng riêng nhỏ hơn so với nước. Nguồn: PIxabay.

Mật độ tương đối được tính toán toán học như sau:

Mặc dù tỷ trọng của bất kỳ chất nào phụ thuộc vào điều kiện áp suất và nhiệt độ mà nó được đo, đặc biệt là khi nói đến chất khí, tỷ trọng tương đối là một khái niệm rất hữu ích để nhanh chóng mô tả các vật liệu đa dạng.

Điều này có thể được nhìn thấy ngay lập tức, vì mật độ của nước là khoảng 1 gram cho mỗi centimet khối: 1 g / cc hoặc 1000 kg / m ³ , ở áp suất khí quyển và trong một phạm vi tốt của nhiệt độ (0-15 º C) .

Cho khối lượng riêng tương đối của một chất, người ta biết ngay nó nặng hay nhẹ đối với nước, chất phổ quát.

Ngoài ra, mật độ tương đối là một giá trị dễ nhớ vì nó được đo bằng các số nhỏ và dễ xử lý, như sẽ thấy trong phần tiếp theo, trong đó các giá trị mật độ tương đối của một số chất đã biết được đề cập đến.

Ví dụ

Tỷ trọng tương đối của nước rõ ràng là 1, vì như đã nói ở phần đầu, nó là tiêu chuẩn tham chiếu cho chất lỏng và chất rắn. Các chất lỏng như cà phê, sữa hoặc nước ngọt có tỷ trọng tương đối rất gần với tỷ trọng của nước.

Đối với dầu, không có giá trị tỷ trọng tương đối duy nhất áp dụng cho tất cả, vì nó phụ thuộc vào nguồn gốc, thành phần và cách chế biến của chúng. Hầu hết mật độ tương đối của dầu nằm trong khoảng từ 0,7 đến 0,95.

Chất khí nhẹ hơn nhiều, vì vậy trong nhiều ứng dụng, quy chiếu được lấy là tỷ trọng của không khí, theo cách mà tỷ trọng tương đối cho biết mức độ nhẹ hay nặng của một chất khí so với không khí. So với nước, khối lượng riêng tương đối của không khí là 0,0013.

Hãy xem xét một số giá trị mật độ tương đối cho các chất và vật liệu đã biết.

Tỷ trọng tương đối của một số chất đã biết

- Cơ thể người: 1,07.

- Thủy ngân: 13,6.

- Glyxerin: 1,26.

- Xăng: 0,68.

- Nước biển: 1,025.

- Thép: 7.8.

- Gỗ: 0,5.

- Nước đá: 0,92.

Giá trị tỷ trọng tương đối cung cấp thông tin tức thì về việc một chất hoặc vật liệu nổi trong nước hay chìm.

Theo quan điểm này, một lớp dầu sẽ nằm trên một lớp nước, vì hầu hết tất cả các loại dầu đều có trọng lượng riêng thấp hơn chất lỏng này. Một khối gỗ trong nước có thể có một phần giống như nước đá.

Chênh lệch với mật độ tuyệt đối

Khối lượng riêng tuyệt đối là thương số giữa khối lượng của một chất và thể tích mà nó chiếm. Vì thể tích lần lượt phụ thuộc vào nhiệt độ (hầu hết các chất nở ra khi bị nung nóng) và áp suất, nên khối lượng riêng lần lượt phụ thuộc vào hai độ lớn này. Về mặt toán học, chúng ta có:

Trong đó ρ là khối lượng riêng, có đơn vị trong Hệ thống quốc tế là Kg / m ³ , m là khối lượng và V là thể tích.

Do mối quan hệ giữa thể tích với nhiệt độ và áp suất, các giá trị mật độ xuất hiện trong bảng thường được xác định ở áp suất khí quyển và trong khoảng nhiệt độ nhất định.

Như vậy, ở điều kiện bình thường đối với chất khí: 1 bầu khí quyển và nhiệt độ 0º C, khối lượng riêng của không khí được đặt là 1.293 Kg / m ³ .

Mặc dù giá trị của nó trải qua những thay đổi này, nhưng nó là một đại lượng rất thích hợp để xác định hành vi của các chất, đặc biệt là trong môi trường được coi là liên tục.

Sự khác biệt với mật độ tương đối là mật độ tuyệt đối không có kích thước, trong trường hợp đó giá trị của nó phụ thuộc vào hệ đơn vị đã chọn. Theo cách này, khối lượng riêng của nước ở nhiệt độ 4º C là:

ρ _nước = 1 g / cm ³ = 1000 Kg / m ³ = 1,94 sên / ft ³

Bài tập đã giải

-Bài tập 1

Tìm thể tích chiếm của 16 gam dầu có khối lượng riêng là 0,8.

Giải pháp

Đầu tiên chúng ta thấy mật độ tuyệt đối ρ _dầu của dầu. Ký hiệu mật độ tương đối của nó là s _g, chúng ta có:

ρ _dầu = 0,8 x Tỷ trọng của nước

Đối với khối lượng riêng của nước, giá trị đã cho trong phần trước sẽ được sử dụng. Khi mật độ tương đối được biết, mật độ tuyệt đối được khôi phục ngay lập tức bằng cách nhân giá trị này với khối lượng riêng của nước. Vì thế:

Tỷ trọng vật chất = Tỷ trọng tương đối x Tỷ trọng của nước (ở điều kiện bình thường).

Do đó, đối với dầu trong ví dụ này:

ρ _dầu = 0,8 x 1 g / cm ³ = 0,8 g / cm ³

Vì khối lượng riêng là thương số giữa khối lượng m và thể tích V nên nó sẽ như sau:

-Bài tập 2

Một tảng đá có khối lượng riêng là 2,32 và thể tích là 1,42 x 10 ^-4 m ³ . Tìm trọng lượng của tảng đá theo đơn vị của Hệ thống quốc tế và trong hệ thống kỹ thuật.

Giải pháp

Giá trị khối lượng riêng của nước sẽ được sử dụng là 1000 Kg / m ³ :

ρ _đá = 2,32 x 1000 Kg / m ³ = 2,32 x 10 ³ Kg / m ³

Khối lượng m của tảng đá tính bằng kilôgam:

Trọng lượng tính theo đơn vị của hệ thống kỹ thuật là 0,33 Lực lượng kg. Nếu nó được ưu tiên trong hệ thống quốc tế, thì đơn vị là Newton, trong đó khối lượng được nhân với giá trị của g, gia tốc trọng trường.

-Bài tập 3

Pycnometer là một vật chứa mà ở đó có thể xác định được khối lượng riêng tương đối của một chất ở một nhiệt độ nhất định.

Máy đo tốc độ. Nguồn: Wikipedia.org.

Để xác định khối lượng riêng của một chất lỏng chưa biết trong phòng thí nghiệm, quy trình này được thực hiện theo:

- Cân áp kế rỗng và đọc được 26,038 g

- Sau đó đổ đầy nước vào tỷ trọng kế ở 20º C (tỷ trọng nước 0,99823 g / cc) và cân, thu được giá trị là 35,966 g.

- Cuối cùng, cân áp kế chứa đầy chất lỏng chưa biết và kết quả thu được là 37,791 g.

Yêu cầu suy ra một biểu thức để tính khối lượng riêng của chất lỏng và áp dụng nó với dữ liệu thu được.

Giải pháp

Khối lượng của cả nước và chất lỏng được xác định bằng cách trừ đi số đọc trên pycnomet rỗng:

khối lượng _H2O = 35,966 g - 26,038 g = 9,928 g; khối lượng _{chất lỏng} = 37,791 g - 26,038 g = 11,753 g

Cuối cùng, nó được thay thế trong biểu thức đã được suy ra:

_{chất lỏng} ρ = (11,753 g / 9,928 g). 0,99823 g / cc = 1,182 g / cc.

Người giới thiệu

1. Bách khoa toàn thư Britannica. Trọng lượng riêng. Được khôi phục từ: britannica.com.
2. Giancoli, D. 2006. Vật lý: Các nguyên tắc với ứng dụng. 6 ^th .. Ed Prentice Hall.
3. Mott, R. 2006. Cơ học chất lỏng. lần thứ 4. Phiên bản. Giáo dục Pearson. 12-21.
4. Valera Negrete, J. 2005. Ghi chú về Vật lý đại cương. UNAM. 44-45.
5. White, F. 2004. Cơ học chất lỏng. Phiên bản thứ 5. Đồi Mc Graw. 17-18.