Het soortelijk gewicht van een stof is de verhouding ervan dichtheid een gespecificeerde referentiestof. Deze verhouding is een puur getal en bevat geen eenheden.
Als de soortelijke zwaartekrachtverhouding voor een bepaalde stof kleiner is dan 1, betekent dit dat het materiaal in de referentiestof zal drijven. Wanneer de soortelijk gewichtsverhouding voor een bepaald materiaal groter is dan 1, betekent dit dat het materiaal in de referentiestof zal zinken.
Dit hangt samen met het concept van drijfvermogen. De ijsberg drijft in de oceaan (zoals op de foto) omdat het soortelijk gewicht ten opzichte van het water minder is dan 1.
Deze stijgende vs. zinkend fenomeen is de reden dat de term "soortelijk gewicht" wordt gebruikt, hoewel de zwaartekracht zelf geen belangrijke rol speelt in dit proces. Zelfs in een wezenlijk ander zwaartekracht veld, zouden de dichtheidsrelaties onveranderd blijven. Om deze reden zou het veel beter zijn om de term "relatieve dichtheid" tussen twee stoffen toe te passen, maar om historische redenen is de term "soortelijk gewicht" blijven hangen.
Specifieke zwaartekracht voor vloeistoffen
Voor vloeistoffen is de referentiestof meestal het water, met een dichtheid van 1,00 x 103 kg / m3 bij 4 graden Celsius (de dichtste temperatuur van het water), gebruikt om te bepalen of de vloeistof al dan niet zal zinken of drijven in water. Bij huiswerk wordt meestal aangenomen dat dit de referentiestof is bij het werken met vloeistoffen.
Specifieke zwaartekracht voor gassen
Voor gassen is de referentiestof meestal normale lucht bij kamertemperatuur, die een dichtheid heeft van ongeveer 1,20 kg / m3. Als u bij huiswerk de referentiestof niet specificeert voor een specifiek zwaartekrachtprobleem, is het meestal veilig om aan te nemen dat u dit als referentiestof gebruikt.
Vergelijkingen voor soortelijk gewicht
Het soortelijk gewicht (SG) is een verhouding van de dichtheid van de stof van belang (ρik) tot de dichtheid van de referentiestof (ρr). (Notitie: Het Griekse symbool rho, ρwordt vaak gebruikt om de dichtheid weer te geven.) Dat kan worden bepaald met de volgende formule:
SG = ρik ÷ ρr = ρik / ρr
Nu, aangezien de dichtheid wordt berekend op basis van massa en volume door de vergelijking ρ = m/V, dit betekent dat als je twee stoffen van hetzelfde volume zou nemen, de SG zou kunnen worden herschreven als een verhouding van hun individuele massa:
SG = ρik / ρr
SG = mik/ V / mr/ V
SG = mik / mr
En sinds het gewicht W = mg, dat leidt tot een formule geschreven als een gewichtsverhouding:
SG = mik / mr
SG = mikg / mrg
SG = Wik / Wr
Het is belangrijk om te onthouden dat deze vergelijking alleen werkt met onze eerdere aanname dat het volume van de twee stoffen is gelijk, dus als we het hebben over de gewichten van de twee stoffen in deze laatste vergelijking, is dat het gewicht van gelijke volumes van de twee stoffen.
Dus als we het soortelijk gewicht van ethanol tot water willen weten, en we weten het gewicht van één liter water, dan zouden we het gewicht van één gallon ethanol moeten weten om het te vullen berekening. Of, anders, als we het soortelijk gewicht van ethanol tot water kenden en het gewicht van één gallon water kenden, zouden we deze laatste formule kunnen gebruiken om het gewicht van één gallon te vinden ethanol. (En wetende dat we het zouden kunnen gebruiken om het gewicht van een ander volume ethanol te vinden door om te zetten. Dit zijn de soorten trucs die je misschien tegenkomt bij huiswerkproblemen die deze concepten bevatten.)
Toepassingen van soortelijk gewicht
Specifieke zwaartekracht is een concept dat opduikt in verschillende industriële toepassingen, vooral als het gaat om vloeistofdynamica. Als je bijvoorbeeld ooit je auto hebt afgeleverd voor onderhoud en de monteur je heeft laten zien hoe kleine plastic balletjes in je transmissievloeistof dreef, heb je het soortelijk gewicht in actie gezien.
Afhankelijk van de specifieke toepassing in kwestie, kunnen die industrieën het concept gebruiken met een andere referentiestof dan water of lucht. De eerdere aannames waren alleen van toepassing op huiswerk. Wanneer u aan een echt project werkt, moet u zeker weten waar uw soortelijk gewicht naar verwijst en hoeft u er geen aannames over te doen.