Peso specifico: concetto, definizione e applicazione

Oggi consideriamo il peso specifico e la sua differenza dalla densità. Ecco un metodo per ottenere questa caratteristica per i solidi. L'articolo presenta la quota più grande e più piccola tra i metalli nobili, che sono confrontati con valori simili di alcuni importanti per le sostanze del mondo moderno.

La differenza tra peso e peso

Prima di tutto, vale la pena discutere la differenza, che non è assolutamente importante nella vita di tutti i giorni. Ma se risolvi problemi fisici riguardo al movimento dei corpi nello spazio, non connesso alla superficie del pianeta Terra, allora le differenze che presentiamo sono molto significative. Quindi, descriviamo la differenza tra peso e massa.

Determinazione del peso

Il peso ha senso solo nel campo della gravità, cioè vicino a oggetti di grandi dimensioni. In altre parole, se una persona si trova nella zona di attrazione di una stella, di un pianeta, di un grande satellite o di un asteroide di dimensioni decenti, il peso è la forza che un corpo esercita su un ostacolo tra esso e la fonte di gravità in un quadro di riferimento fisso. Questo valore è misurato in newton. Immagina che una stella sia sospesa nello spazio, a una certa distanza c'è una lastra di pietra, e una lastra di ferro giace sul piatto. Questa è la pressione che mette sull'ostacolo, e così anche il peso.

Come sapete, la gravità dipende dalla distanza e dalla massa dell'oggetto attrattivo. Cioè, se la palla si trova lontano da una stella pesante o vicino a un pianeta piccolo e relativamente leggero, allora agirà sulla stessa piastra. Ma a diverse distanze dalla fonte di gravità, la forza di resistenza dello stesso oggetto sarà diversa. Cosa significa? Se una persona si muove all'interno della stessa città, quindi nulla. Ma se stiamo parlando di un alpinista o di un sommergibilista, fategli sapere: in profondità sotto l'oceano, più vicino al nucleo, gli oggetti hanno più peso che a livello del mare, e in alto nelle montagne - meno. Tuttavia, entro i limiti del nostro pianeta (a proposito, non il più grande nemmeno nel Sistema Solare), la differenza non è così significativa. Diventa evidente quando si entra nello spazio, fuori dall'atmosfera.

Determinazione della massa

La messa è strettamente correlata all'inerzia. Se vai in profondità, determina quale campo gravitazionale crea il corpo. Questa quantità fisica è una delle caratteristiche più fondamentali. Dipende solo dalla velocità a velocità non relativistica (cioè vicina alla luce). A differenza del peso, la massa non dipende dalla distanza da un altro oggetto, ma determina la forza di interazione con esso.

Anche il valore della massa dell'oggetto è invariante rispetto al sistema in cui è definito. Viene misurato in quantità come chilogrammo, tonnellata, sterlina (da non confondere con un piede) e persino pietra (che in inglese significa "pietra"). Tutto dipende da che paese vive una persona.

Determinazione del peso specifico

Ora, quando il lettore ha compreso questa importante differenza tra due concetti simili e non li confonde, passeremo a qual è il peso specifico. Questo termine si riferisce al rapporto tra il peso di una sostanza e il suo volume. Nel sistema universale, SI è indicato come newton per metro cubo. Si noti che la definizione si riferisce a una sostanza menzionata in un aspetto puramente teorico (di solito chimico) o in relazione a corpi omogenei.

In alcuni problemi risolti in specifiche aree di conoscenza fisica, il peso specifico è considerato come la seguente relazione: quanto la sostanza di prova è più pesante dell'acqua di quattro gradi Celsius con volumi uguali. Di regola, questo valore approssimativo e relativo è usato nelle scienze, connesso, piuttosto, con la biologia o la geologia. Questa conclusione si basa sul fatto che questa temperatura è media nell'oceano sul pianeta. In alternativa, il peso specifico determinato dal secondo metodo può essere chiamato densità relativa.

La differenza tra gravità specifica e densità

Il rapporto con cui viene determinata questa quantità è facilmente confuso con la densità, poiché è una massa divisa per volume. Tuttavia, il peso, come abbiamo appreso, dipende dalla distanza dalla fonte di gravità e dalla sua massa, e questi concetti sono diversi. Va notato che in determinate condizioni, vale a dire a bassa (non relativistica) velocità, costante g e piccole accelerazioni, la densità e il peso specifico possono coincidere numericamente. Ciò significa che calcolando due quantità, è possibile ottenere lo stesso valore per esse. Quando le condizioni di cui sopra sono soddisfatte, una tale coincidenza può portare all'idea che questi due concetti siano la stessa cosa. Questo equivoco è pericoloso a causa della fondamentale differenza tra le proprietà incorporate nelle loro fondamenta.

Misurazione della gravità specifica

Case per ottenere la proporzione di metalli e altre sostanze solide, è difficile. Tuttavia, nel più semplice laboratorio, dotato di bilance con scodelle profonde, ad esempio a scuola, non è difficile. Un oggetto di metallo viene pesato in condizioni normali - cioè, solo in aria. Questo valore verrà registrato come x1. Quindi quella ciotola in cui giace il soggetto è immersa nell'acqua. Allo stesso tempo perde il ben noto Legge di Archimede di peso. Il dispositivo perde la sua posizione originale, il giogo è deformato. Viene aggiunto un carico per il bilanciamento. Indichiamo il suo valore di x2.

Il peso corporeo sarà il rapporto tra x1 e x2. Oltre ai metalli, la gravità specifica viene misurata per le sostanze in vari stati aggregativi, con pressione disuguale, temperatura e altre caratteristiche. Per determinare il valore desiderato utilizzare metodi di pesatura, picnometro, idrometro. In ogni caso, è necessario selezionare tali installazioni sperimentali che tengano conto di tutti i fattori.

Sostanze con il peso specifico più alto e più basso

Oltre alla pura teoria matematica e fisica, sono interessanti i documenti peculiari. Qui proveremo a dare quelli degli elementi del sistema chimico che hanno il peso specifico registrato più alto e più basso. Tra i metalli non ferrosi il più "pesante" - platino e oro nobili, seguito dal tantalio, dal nome dell'antico eroe greco. Le prime due sostanze per peso specifico quasi due volte gli stessi valori del seguente argento, molibdeno e piombo. Bene, il più leggero tra i metalli nobili era il magnesio, che è quasi sei volte meno di un po 'più pesante di vanadio.

Il peso specifico di alcune altre sostanze

Il mondo della modernità sarebbe impossibile senza il ferro e le sue varie leghe, e il loro peso specifico dipende indubbiamente dalla composizione. Il suo valore varia tra una o due unità, ma in media non è la più alta tra tutte le sostanze. E cosa possiamo dire sull'alluminio? come densità, peso specifico è molto basso - solo il doppio della quantità di magnesio. Questo è un vantaggio significativo per la costruzione di edifici alti, per esempio, o aerei, soprattutto in combinazione con proprietà come resistenza e malleabilità.

Ma il rame ha un peso specifico molto elevato, quasi alla pari con argento e piombo. Allo stesso tempo, le sue leghe, bronzo e ottone, sono leggermente più leggeri a scapito di altri metalli con un valore inferiore delle dimensioni in discussione. Un diamante molto bello e incredibilmente costoso ha, piuttosto, un basso valore di gravità specifico - solo tre volte più grande del magnesio. Silicio e germanio, senza i quali i moderni gadget in miniatura sarebbero impossibili, nonostante il fatto che abbiano strutture simili, tuttavia differiscono. La proporzione del primo è quasi la metà del secondo, sebbene entrambe siano sostanze relativamente leggere su questa scala.