Pojem měrná hmotnost se vyskytuje v mnoha oblastech vědy a života. Tento termín se používá ve fyzice, medicíně, metalurgii, ekonomii a sociologii. Je těžké očekávat, že tak různé směry budou interpretovány stejným způsobem, takže definice a vzorec měrné hmotnosti převzatý z příručky fyziky se bude lišit od formulací nalezených v učebnici ekonomie. Podstata však zůstává stejná – určení role a významu určité části ve vztahu k celku.
Význam pojmu “konkrétní”
Můžeme mluvit o dvou interpretacích, fyzikální a statistické:
- Ve fyzice se tak nazývá množství měřené v jednotce něčeho. Vezměme si například místnost a vypočítejme množství vodní páry v ní. Po získání hodnoty A gramů můžeme říci, že vlhkost je zde A gramů vodní páry pro celou místnost. Známe-li celkové množství vzduchu v místnosti (B kg), můžeme zjistit, kolik vody je obsaženo v jednom kilogramu vzduchu. specifická vlhkost. Jeden kilogram vzduchu v místnosti obsahuje A/B g/kg vodní páry. Synonymem pro termín je tedy slovo relativní.
- Ve statistických vědách je to název daný konkrétnímu ukazateli vztaženému k určitému celku. Jako příklad si vezměme roční rozpočet země ve výši 500 milionů a spočítejme si podíl výdajů na sport. Předpokládejme, že na sport je přidělen 1 milion rublů – to je 0,2 % všech plánovaných výdajů. Není to nejvýznamnější položka rozpočtu.
Fyzikální vědy
Ve fyzice se specifická hmotnost nazývá hmotnost měřená na jednotku objemu homogenní látky.
Hmotnost v soustavě SI je uvedena v Newtonech (N) a objem je vypočítán v metrech krychlových. Jednotkou požadované charakteristiky se tak stává Newton na metr krychlový (N/mXNUMX). Z toho vyplývá, že tato hodnota určuje sílu, kterou na podpěru působí jeden metr krychlový měřené látky.
Fyzikální vzorec: U.V. = Hmotnost předmětu, N / Objem předmětu, metry krychlové. m.
Na rozdíl od hmotnosti, která jednoduše charakterizuje předmět, je hmotnost vektorovou veličinou, to znamená, že je to síla, která má směr působení a popisuje účinek tělesa na jiné předměty. Za normálních podmínek na povrchu Země je rozdíl pro nás, nikoli pro fyziky, nepostřehnutelný. Tyto pojmy si v konverzaci často pleteme a vůbec se tím netrápíme. Stále je však důležité porozumět zásadně odlišným významům těchto pojmů.
Pokud ve výše uvedeném vzorci použijeme hmotnost tělesa, dostaneme jeho měrnou hmotnost neboli hustotu. Tento parametr charakterizuje množství látky obsažené v jednotkovém objemu a je měřen v kg/metr krychlový. m
Tělesná hmotnost zůstává vždy stejná, zatímco hmotnost se může lišit v závislosti na zeměpisné šířce místa a jeho nadmořské výšce.
Znázorněním čitatele zlomku prostřednictvím hmotnosti tělesa vynásobené gravitačním zrychlením můžeme vidět vztah mezi dvěma konkrétními veličinami:
U.V. = Hustota objektu * Gravitační zrychlení.
Můžeme tedy říci, že měrná hmotnost se vztahuje k hustotě látky stejně jako její hmotnost k hmotnosti, a tento poměr je roven gravitačnímu zrychlení v určitém bodě na Zemi.
Pojem v metalurgii
K získání slitiny s požadovanými vlastnostmi musí metalurgové dobře rozumět tomu, proč a jak určovat měrnou hmotnost kovů. Stejné objemy železa a hliníku mají zcela odlišné ukazatele.
V metalurgii se měrná hmotnost materiálu vypočítá pomocí výše uvedeného vzorce, přičemž se hmotnost látky vydělí jejím objemem. Pro získání co nejpřesnějších výsledků je kov před měřením uveden do co nejhomogennějšího stavu s minimem pórů.
Použití v medicíně
V některých případech je požadovaná charakteristika definována jako koeficient porovnávající hmotnost určitého objemu látky se stejným objemem vody při 4 °C. Je známo, že při této teplotě má čistá destilovaná voda měrnou hmotnost rovnou jednotce. Čím více nečistot, tím větší hmotnost. Znáte-li tento indikátor, můžete určit, jak vysoká je koncentrace látek v kapalině.
Tato poloha se používá v medicíně při provádění testů moči. První uvedený vzorec popisuje, jak zjistit specifickou hmotnost moči. K tomu je třeba vydělit hmotnost vzorku jeho objemem.
Ekonomie a sociální vědy
V ekonomii a společenských vědách termín označuje podíl určitého faktoru na celkové struktuře. Tento koncept je velmi důležitý, protože nám umožňuje posoudit význam odvětví, jeho hodnotu a jeho podíl na celém směru.
Vzorec pro podíl v ekonomice: U.V. = Hodnota jednotlivého sloupce tabulky / Součet všech sloupců tabulky.
V této rovnici jsou dělenec a dělitel vyjádřeny ve stejných měrných jednotkách, takže požadované množství bude prezentováno jako správný desetinný zlomek nebo procento.
Podobné výpočty se provádějí v ekonomii, obchodní činnosti, sociologii, statistice a mnoha dalších disciplínách, které vyžadují analýzu dat.
Při výpočtu je důležité pochopit dvě věci:
- Jmenovatel zlomku je 100 % a součet ukazatelů pro všechny sloupce tabulky jej nesmí překročit. Pokud tedy sečteme procentuální podíly všech položek rozpočtu, dostaneme 100 %, nic více a nic méně.
- Výsledek výpočtu nemůže být záporný, protože představuje zlomek celku.
Navzdory skutečnosti, že dva výše uvedené vzorce se od sebe liší a pracují s různými veličinami, mají stále něco společného. V obou případech se počítá váha objektu, jeho význam, vliv na ostatní objekty a situace jako celek.
Mezi mnoha parametry charakterizujícími vlastnosti materiálů patří také měrná hmotnost. Někdy se používá termín hustota, ale to není úplně správné.
Ale tak či onak, tyto dva pojmy mají své vlastní definice a používají se v matematice, fyzice a mnoha dalších vědách, včetně nauky o materiálech.
Stanovení měrné hmotnosti
Fyzikální veličina, která je poměrem hmotnosti materiálu k objemu, který zaujímá, se nazývá HC materiálu. Nauka o materiálech XNUMX. století šla daleko dopředu a technologie, které byly před sto lety považovány za sci-fi, jsou již zvládnuty. Tato věda může nabídnout moderní průmyslové slitiny, které se od sebe liší kvalitativními parametry, ale také fyzikálními a technickými vlastnostmi. Pro určení, jak lze určitou slitinu použít k výrobě, je vhodné stanovit HC. Všechny předměty vyrobené se stejným objemem, ale k jejich výrobě byly použity různé druhy kovů, budou mít různé hmotnosti, je to v jasné souvislosti s objemem. To znamená, že poměr objemu k hmotnosti je určité konstantní číslo charakteristické pro tuto slitinu.
Pro výpočet hustoty materiálu se používá speciální vzorec, který má přímou souvislost s HC materiálu. Mimochodem, HC litiny, hlavního materiálu pro vytváření ocelových slitin, lze určit hmotností 1 cm 3 vyjádřenou v gramech. Čím více HC je kov, tím těžší bude hotový výrobek.
Vzorec specifické gravitace
Vzorec pro výpočet HC vypadá jako poměr hmotnosti k objemu. Pro výpočet uhlovodíků je přípustné použít výpočetní algoritmus, který je stanoven ve školním kurzu fyziky. K tomu je nutné použít Archimédův zákon, přesněji řečeno definici síly, která se vznáší. Tedy zátěž s určitou hmotností a přitom plave na vodě. Jinými slovy, je ovlivněn dvěma silami – gravitací a Archimédem.
Vzorec pro výpočet Archimedovy síly je následující
F=g×V,
kde g je uhlovodíková kapalina. Po dosazení má vzorec následující tvar: F=y×V, odtud získáme vzorec pro rázové zatížení y=F/V.
Rozdíl mezi hmotností a hmotností
Jaký je rozdíl mezi hmotností a hmotností. Ve skutečnosti to v běžném životě nehraje žádnou roli. Ve skutečnosti v kuchyni neděláme rozdíl mezi hmotností kuřete a jeho hmotností, ale mezi těmito pojmy jsou vážné rozdíly. Tento rozdíl je jasně patrný při řešení problémů spojených s pohybem těles v mezihvězdném prostoru a ani těch, která mají vztah k naší planetě, a za těchto podmínek se tyto pojmy od sebe výrazně liší. Můžeme říci následující, pojem váha má význam pouze v zóně gravitace, tzn. nachází-li se určitý objekt vedle planety, hvězdy apod. Hmotností lze nazvat sílu, kterou těleso tlačí na překážku mezi ním a zdrojem přitažlivosti. Tato síla se měří v newtonech. Jako příklad si můžeme představit následující obrázek: vedle placeného vzdělání je na povrchu umístěna deska s určitým předmětem. Síla, kterou předmět tlačí na povrch desky, bude hmotnost. Tělesná hmotnost přímo souvisí se setrvačností. Pokud tento koncept zvážíme podrobně, můžeme říci, že hmotnost určuje velikost gravitačního pole vytvořeného tělesem. Ve skutečnosti je to jedna z klíčových charakteristik vesmíru. Klíčový rozdíl mezi hmotností a hmotností je v tom, že hmotnost nezávisí na vzdálenosti mezi objektem a zdrojem gravitační síly. K měření hmotnosti se používá mnoho veličin – kilogram, libra atd. Existuje mezinárodní systém SI, který používá obvyklé kilogramy, gramy atd. Kromě toho má ale mnoho zemí, například Britské ostrovy, svůj vlastní systém vah a mír, kde se hmotnost měří v librách.
Rozdíl mezi specifickou gravitací a hustotou
UV – co to je?
Specifická hmotnost je poměr hmotnosti hmoty k jejímu objemu. V mezinárodním systému měření SI se měří jako newton na metr krychlový. Pro vyřešení určitých problémů ve fyzice se uhlovodíky určují následovně – o kolik je zkoumaná látka těžší než voda o teplotě 4 stupňů, za předpokladu, že látka a voda mají stejné objemy.
Z velké části se tato definice používá v geologických a biologických studiích. Někdy se HC vypočtená pomocí této metody nazývá relativní hustota.
jaké jsou rozdíly
Jak již bylo uvedeno, tyto dva pojmy jsou často zaměňovány, ale protože hmotnost přímo závisí na vzdálenosti mezi objektem a gravitačním zdrojem a hmotnost na tom nezávisí, proto se pojmy rázová vlna a hustota navzájem liší. Je však nutné vzít v úvahu, že za určitých podmínek se hmotnost a hmotnost mohou shodovat. Změřit HC doma je téměř nemožné. Ale i na úrovni školní laboratoře je taková operace docela snadno proveditelná. Hlavní věc je, že laboratoř je vybavena váhami s hlubokými miskami. Položka musí být zvážena za normálních podmínek. Výsledná hodnota může být označena jako X1, poté se miska se zátěží vloží do vody. V tomto případě v souladu s Archimédovým zákonem náklad ztratí část své hmotnosti. V tomto případě se kladina zkroutí. Pro dosažení rovnováhy je třeba do druhé misky přidat závaží. Jeho hodnota může být označena jako X2. V důsledku těchto manipulací se získá rázová vlna, která bude vyjádřena jako poměr X1 a X2. Kromě látek v pevném stavu lze specifické hodnoty měřit také pro kapaliny a plyny. V tomto případě lze měření provádět za různých podmínek, například při zvýšených okolních teplotách nebo nízkých teplotách. K získání požadovaných údajů se používají přístroje jako pyknometr nebo hustoměr.
Jednotky měrné hmotnosti
Ve světě se používá několik systémů vah a mír, zejména v soustavě SI se uhlovodíky měří v poměru N (Newton) ku metru krychlovému. V jiných systémech například GHS pro specifickou hmotnost používá následující jednotky měření: d(din) na centimetr krychlový.
Kovy s nejvyšší a nejnižší měrnou hmotností
Kromě konceptu měrné hmotnosti používaného v matematice a fyzice existují i poměrně zajímavá fakta, například o měrných hmotnostech kovů z periodické tabulky. Pokud se budeme bavit o barevných kovech, tak mezi ty nejtěžší patří zlato a platina.
Tyto materiály svou měrnou hmotností převyšují kovy jako stříbro, olovo a mnoho dalších. Mezi „lehké“ materiály patří hořčík s nižší hmotností než vanad. Nesmíme zapomenout ani na radioaktivní materiály, např. hmotnost uranu je 19,05 gramů na cm1.Tedy 19 metr krychlový váží XNUMX tun.
Měrná hmotnost ostatních materiálů
Je těžké si představit náš svět bez mnoha materiálů používaných při výrobě a každodenním životě. Například bez železa a jeho sloučenin (slitiny oceli). HC těchto materiálů kolísá v rozmezí jedné až dvou jednotek a to nejsou nejlepší výsledky. Hliník má například nízkou hustotu a nízkou měrnou hmotnost. Tyto indikátory umožnily jeho použití v leteckém a kosmickém průmyslu. Měď a její slitiny mají specifickou hmotnost srovnatelnou s olovem. Ale jeho sloučeniny – mosaz a bronz jsou lehčí než jiné materiály, a to díky tomu, že používají látky s nižší měrnou hmotností.
Jak vypočítat měrnou hmotnost kovů
Jak určit HC – tato otázka často vyvstává mezi specialisty zaměstnanými v těžkém průmyslu. Tento postup je nezbytný, aby bylo možné přesně určit ty materiály, které se od sebe budou lišit zlepšenými vlastnostmi. Jedním z klíčových rysů kovových slitin je, který kov je základním kovem slitiny. To znamená, že železo, hořčík nebo mosaz, které mají stejný objem, budou mít různé hmotnosti. Hustota materiálu, která se vypočítá na základě daného vzorce, přímo souvisí s uvažovanou problematikou. Jak již bylo uvedeno, HC je poměr hmotnosti tělesa k jeho objemu, musíme si uvědomit, že tuto hodnotu lze definovat jako gravitační sílu a objem určité látky.
U kovů se HC a hustota stanovují ve stejném poměru. Je přípustné použít jiný vzorec, který vám umožní vypočítat HC. Vypadá to takto: HC (hustota) se rovná poměru hmotnosti a hmotnosti, přičemž se bere v úvahu g, konstantní hodnota. Můžeme říci, že HC kovu lze nazvat hmotností na jednotku objemu. Pro stanovení HC je nutné vydělit hmotnost suchého materiálu jeho objemem. Ve skutečnosti lze tento vzorec použít k získání hmotnosti kovu.
Mimochodem, koncept specifické hmotnosti je široce používán při vytváření kovových kalkulaček používaných k výpočtu parametrů válcovaného kovu různých typů a účelů.
HC kovů se měří v kvalifikovaných laboratořích. V praxi se tento termín používá jen zřídka. Mnohem častěji se používají pojmy lehké a těžké kovy, kovy s nízkou specifickou hmotností jsou považovány za lehké a kovy s vysokou specifickou hmotností jsou klasifikovány jako těžké.
