Специфично тегло: концепция, определение и приложение

Днес ние разглеждаме специфичното тегло и неговата разлика от плътността. Тук е метод за получаване на тази характеристика за твърди вещества. Статията представя най-големия и най-малък дял сред благородните метали, които се сравняват със сходни стойности на някои важни за съвременния свят вещества.

Разликата между теглото и теглото

На първо място, заслужава да се обсъди разликата, която абсолютно не е важна в ежедневието. Но ако решите физически проблеми за движението на тела в пространството, които не са свързани с повърхността на планетата Земя, то различията, които представяме, са много значими. Така че, ние описваме разликата между тегло и маса.

Определяне на теглото

Теглото има смисъл само в областта на гравитацията, т.е. близо до големи обекти. С други думи, ако човек е в зоната на привличане на звезда, планета, голям сателит или приличен астероид, тогава теглото е силата, която тялото упражнява върху препятствие между него и източника на тежестта в определена референтна рамка. Тази стойност се измерва в нютони. Представете си, че една звезда виси в пространството, на известно разстояние има каменна плоча, а върху плочата лежи желязна топка. Това е колко натиск той поставя върху препятствието, както и теглото.

Както знаете, гравитацията зависи от разстоянието и масата на привличащия обект. Това е, ако топката се намира далеч от тежка звезда или близо до малка и сравнително лека планета, тогава тя ще действа равномерно върху плочата. Но на различни разстояния от източника на гравитацията силата на съпротивление на същия обект ще бъде различна. Какво означава това? Ако човек се движи в рамките на един и същ град, тогава нищо. Но ако говорим за един алпинист или подводник, тогава му кажете: дълбоко под океана, по-близо до ядрото, обектите имат по-голяма тежест, отколкото на морското равнище, а високо в планините - по-малко. Въпреки това, в рамките на нашата планета (между другото, не и най-голямата дори в Слънчевата система) разликата не е толкова значима. Тя става забележима при влизане в пространството, извън атмосферата.

Определяне на масата

Масата е тясно свързана с инерцията. Ако отидете дълбоко, то определя кое гравитационно поле създава тялото. Тази физическа величина е една от най-фундаменталните характеристики. Тя зависи само от веществото при нерелативистични скорости (т.е. близо до светлина). За разлика от теглото, масата не зависи от разстоянието до друг обект, а определя силата на взаимодействието с нея.

Също така стойността на масата на обекта е инвариантна на системата, в която е дефинирана. Той се измерва в количества като килограм, тон, паунд (да не се бърка с крак) и дори камък (който на английски означава "камък"). Всичко зависи от това в коя страна живее човек.

Определяне на специфичното тегло

Сега, когато читателят е разбрал тази важна разлика между две подобни концепции и не ги обърка един с друг, ще преминем към това какво е специфичното тегло. Този термин се отнася до съотношението на теглото на веществото към неговия обем. В универсалната система SI се обозначава като нютон за кубичен метър. Забележете, че определението се отнася до вещество, което се споменава или в чисто теоретичен (обикновено химически) аспект, или по отношение на хомогенни тела.

При някои проблеми, решени в специфични области на физическо познание, специфичното тегло се счита за следната връзка: колко изпитваното вещество е по-тежко от водата с четири градуса по Целзий с еднакви обеми. По правило тази приблизителна и относителна стойност се използва в науките, свързани по-скоро с биологията или геологията. Това заключение се основава на факта, че тази температура е средна в океана над планетата. Алтернативно, специфичното тегло, определено по втория метод, може да се нарече относителна плътност.

Разликата между специфичното тегло и плътност

Съотношението, с което се определя това количество, лесно се бърка с плътността, тъй като е маса, разделена на обем. Въпреки това, теглото, както научихме, зависи от разстоянието до източника на гравитацията и нейната маса, и тези понятия са различни. Трябва да се отбележи, че при определени условия, а именно при ниска (нерелативистична) скорост, константа g и малки ускорения, числеността и плътността могат да съвпадат числено. Това означава, че чрез изчисляване на две величини можете да получите същата стойност за тях. Когато горните условия са изпълнени, такова съвпадение може да доведе до идеята, че тези две понятия са едно и също. Това погрешно схващане е опасно поради фундаменталната разлика между свойствата, заложени в тяхната основа.

Измерване на специфичното тегло

Къщи, за да получите част от метали и други твърди вещества, е трудно. Въпреки това, в най-простата лаборатория, оборудвана с везни с дълбоки купи, например в училище, не е трудно. В нормални условия се претегля един метален предмет - точно във въздуха. Тази стойност ще се регистрира като x1. Тогава тази купа, в която лежи обект, е потопена във вода. В същото време той губи добре познатите Закон Архимед тегло. Устройството губи първоначалното си положение, яремът е изкривен. За балансиране се добавя товар. Неговата стойност се обозначава с x2.

Телесното тегло ще бъде съотношението от x1 до x2. В допълнение към металите, специфичното тегло се измерва за вещества в различно състояние на агрегация, с неравномерно налягане, температура и други характеристики. За определяне на желаната стойност се използват методи за претегляне, пикнометър, хидрометър. Във всеки случай трябва да изберете такива експериментални инсталации, които отчитат всички фактори.

Вещества с най-високо и най-ниско специфично тегло

В допълнение към чистата математическа и физическа теория, интересни са и специфичните записи. Тук ще се опитаме да внесем тези от елементите на химическата система, които имат най-високата и най-ниската регистрирана плътност. Сред цветни метали най-"тежък" - благородна платина и злато, следвани от тантал, кръстен на древния гръцки герой. Първите две вещества със специфично тегло са почти два пъти същите стойности на следващото сребро, молибден и олово. Е, най-лекият сред благородните метали беше магнезият, който е почти шест пъти по-малък от малко по-тежък ванадий.

Специфичното тегло на някои други вещества

Светът на модерността би бил невъзможен без желязо и неговите различни сплави, а специфичното им тегло несъмнено зависи от състава. Неговата стойност варира в рамките на една или две единици, но средно тя не е най-висока сред всички вещества. И какво можем да кажем за алуминия? като плътност, специфично тегло тя е много ниска - само два пъти количеството на магнезия. Това е значително предимство за изграждането на високи сгради, например, или въздухоплавателни средства, особено в комбинация с такива свойства като здравина и ковъстност.

Но медта има много високо специфично тегло, почти равно на сребро и олово. В същото време неговите сплави, бронз и месинг, са малко по-леки за сметка на други метали, които имат по-ниска стойност от разглеждания размер. Много красив и изключително скъп диамант има по-скоро ниска стойност на специфичната гравитация - само три пъти по-голяма от магнезия. Силикон и германий, без които съвременните миниатюрни приспособления биха били невъзможни, въпреки факта, че имат подобни структури, все пак се различават. Делът на първия е почти наполовина по-малък от втория, въпреки че и двете са относително леки вещества в този мащаб.