Özgül Ağırlık Nasıl Belirlenir

Bu maddenin fiziksel ve kimyasal özelliklerini değerlendirmenin bir parçası olarak, belirli bir maddenin tam olarak ne miktarda bulunduğunu bilmek bilimin merkezinde yer alır. Miktarlar önemlidir - çok fazla! Bu noktada muhtemelen "Tamam, hadi bariz şeyleri geçelim" diye düşünüyorsunuz, ancak "miktar"ın ne anlama geldiği sorusunu düşünün. Biri sana sorsaydıorada ne kadar var, ona ne söylersin?

Çoğumuz muhtemelen bu soruyu "Kaç kilosunuz?" şeklinde yorumlayacaktır. ya da muhtemelen "Ne kadar uzunsun?" Bununla birlikte, aynı derecede makul birçok cevap var. Örneğin, vücudunuz ne kadar hacim kaplar (örneğin litre olarak)? Kaç tane bireysel atom veya hücre içerir?

Kütle, evrendeki "şeyleri" takip etmenin bir yoludur ve ne kadar maddenin mevcut olduğunu ifade eder; bu, hacimden bağımsızdır ve bu, basitçe üç boyutlu uzayın miktarlarını tanımlar. Yoğunluk olarak adlandırılan bu iki niceliğin oranı, doğal olarak ilgi çekicidir ve yakın kuzen olarak adlandırılır.spesifik yer çekimi. Özgül ağırlık ölçümü, yakında öğreneceğiniz gibi, esas olarak suyun evrensel doğasını hesaba katmak için fizik araç kutusuna dahil edilmiştir.

Bir noktada, bir kavramı tanımlamak için kelimeler tükenir ve bu madde için de geçerlidir. Maddeyi düşünmenin bir yolu, yerçekiminin etki ettiği herhangi bir şey olduğudur ve teorik olarak herhangi bir maddeyi tutabilirsiniz. Elleriniz yeterince küçükse ellerinizle ve doğaüstü bir güce sahipseniz bunu kendi gözlerinizle görün. vizyon.

Madde bir veya daha fazlasından oluşurelementlerBunlardan 92'si doğada bulunur. Elementler başka parçalara ayrılamazlar ve özelliklerini korurlar; bir elemanın en küçük tam birimi biratom. Büyük bir madde yığını, bir pound saf altın gibi tek bir elementin trilyonlarca atomundan oluşabilir. Daha sıklıkla, farklı elementler birleşerek hidrojen (H) ve oksijen (O) gibi bileşikleri oluşturmak üzere birleşerek su (H) oluşturur.₂Ö).

Kütle ve ağırlık benzer ancak farklı ölçü birimleridir. Kütle, dış etkenlerden bağımsız olarak mevcut madde miktarını basitçe tanımlar ve SI (Uluslararası Sistem veya metrik) kütle birimi kilogramdır (kg). Özgül ağırlığı içeren fizik problemlerinde kilogramın 1/1000'i olan gram (g) kullanılır.

Bir nesnenin ağırlığı, kütlesinin maruz kaldığı yerçekimine bağlıdır ve SI sisteminde Newton (N) olan kuvvet birimlerine sahiptir. Dünya'da bu değer hissedilir şekilde değişmez, bu nedenle kütle ve ağırlık genellikle birbirinin yerine kullanılır. Ama ayda, yerçekimi daha az güçlü olsaydı, kütleniz aynı olurdu, ancak ağırlığınız (kütle)mkez yerçekimig) orantılı olarak daha zayıf olacaktır.

Hacim, bir miktar üç boyutlu uzayı ifade eder. Uzunluğun küpüdür ve SI birimi litredir (L). Bir litre, bir kenarda 10 santimetrelik bir küp veya cm (0,1 metre veya m) ile temsil edilir. Yapılan 1 litrelik içecek şişelerinin sayısı nedeniyle bu hacim seçimine muhtemelen aşinasınızdır.

Kendi başına, "hacim" sadece matematiksel olarak tanımlanmış bir alandır, belki madde tarafından işgal edilmeyi bekliyor, belki de beklemiyor. Bununla birlikte, madde bu alanı işgal ettiğinde, aynı miktarda alana farklı miktarlarda madde yerleştirildiğinde ortaya çıkan etkiler farklı olacaktır. Bunu sezgisel olarak biliyorsunuz; Bir kutu dolusu fıstık ve hava taşıdığınız zaman, işiniz, aynı kutunun birkaç dakika önce bir ders kitabı sevkiyatını tuttuğu zamandan daha kolaydır.

Kütle ve hacim arasındaki oran, aksi takdirde "kütlenin hacme bölünmesi" olarak bilinir, yoğunluk olarak adlandırılır. Ancak suyun şimdiye kadar bahsedilen her şeyle benzersiz ilişkisi henüz tanımlanmadı.

Yoğunluğun fizikte kendi birimi yoktur, yoğunluktan türediği düşünülürse, gerçekten bir taneye ihtiyaç duymaz. bir temel fiziksel nicelik (kütle) ve biri diğerinden kolayca türetilebilir (hacim uzunluk). Normalde Yunan harfi rho veya ρ ile temsil edilir:

SI sisteminde yoğunluğun kg/L birimleri olduğunu görebilirsiniz, ancak fizik problemlerinde genellikle g/mL birimi kullanılır. (Sonuncusu, hem kütle hem de hacim bölünerek birinciyi temsil ettiğinden, kg/L ve g/mL aslında eşdeğerdir.)

Biyokimyasal reaksiyonlara katılan çoğu canlının ve birçok yaygın maddenin sudakine benzer yoğunluklara sahip olduğunu göreceksiniz; bu, çoğu canlının büyük ölçüde veya esas olarak H'den oluşması gerçeğinden kaynaklanmaktadır.₂Ö.

Bu keşif, suyun kuraklık korkularını dağıtmak için değil, her yerde olduğu gerçeğini ortadan kaldırdı. çünkü fizikçiler ve kimyagerler, yoğunluktaki küçük değişiklikleri hesaba katmanın kolay bir yolunu bulmuşlardır.aynımaddenin türü: Özgül ağırlık, sadece o sıvının yoğunluğunun suyun yoğunluğuna oranı olan boyutsuz bir sayı - bir bükülme ile.

Tanım olarak, 1 mL katkısız suyun kütlesi 1 g'dır. Başlangıçta, kütlesi tam olarak 1 kg olan su miktarı olarak bir litre seçilmiştir. Bununla ilgili sorun, daha modern araştırmacıların öğrendiği gibi, suyun özgül ağırlığının aslında küçük, günlük aralıklarda bile sıcaklıkla değişmesidir (daha sonra bu konuda daha fazlası). Ancak suyun yoğunluğu hemen hemen her zaman günlük amaçlar için "tam" 1'e yuvarlansa da, bu aslında bir sabit değildir.

• Fizikte yerçekimi ivme birimlerine sahip olduğundan ve bu tartışmadan bağımsız olduğundan, "yerçekimi" kelimesinin kafa karıştırıcı olabileceğini unutmayın.

Tam olarak özgül yerçekimine dalmadan önce, yoğunluğun öneminin ve zarafetinin bir gösterimi gereklidir – Arşimet ilkesi. Basitçe, bu, bir sıvıya (genellikle suya) batırılmış bir cisme uygulanan yukarı doğru hareket eden (kaldırma) kuvvetin, vücut tarafından yer değiştiren sıvının ağırlığına eşit olduğunu belirtir:F_B=w​_f.

Bu, gemilerin neden çoğunlukla oyuk olduğunu açıklar. Bunları yapmak için kullanılan malzemeler sudan daha yoğundur, yani bu malzemeler sıkıştırılırsa, "gemi" kendi hacmini su içinde değiştirir ve batması için yeterli ağırlığa sahip olur. Ancak, tabanına içi boş bir gövde konularak geminin hacmi artırılırsa, toplam yoğunluk azalır ve gemi yüzer halde kalır.

Değeri bilinmeyen bir sıvının özgül ağırlığını belirlemek için en sık kullanılan cihaza sıvı denir.hidrometre. Bunlar bir dizi formda gelir, ancak temel yapı, altta ağırlıklı bir tüptür, böylece ölçmek için dereceli bir silindirde kalan test sıvısında belirli bir noktaya batacaktır. Ses.

Ağırlıklı tüpün yer değiştirdiği sıvı hacmini ve daldırılan kısmın ağırlığını, odanın sıcaklığı ile birlikte bilmekten Bu koşullar altında suyun gerçek yoğunluğunu belirleyin, sıvının yoğunluğu ve özgül ağırlığı Arşimet'ten belirlenebilir. prensip.

Kaynaklardaki grafiğe bir bakış, suyun özgül ağırlığının 0 ila 10 aralığında 1.000'e çok yakın kaldığını ortaya koymaktadır. Santigrat derece, ancak daha sonra sıcaklık suyun kaynama noktasına yaklaştıkça aşağı yukarı sabit bir oranda yaklaşık 0.960'a düşer. 100 C İlaçlar gibi maddeler genellikle mikrogram cinsinden ölçüldüğünde ve hazırlandığında, pratikte bu kadar önemsiz görünen farklılıkları hesaba katabilmek hayati önem taşır.