პლანეტა დედამიწაზე არსებულ ყველა სხვა ნივთიერებას შორის გაზებს ყველაზე დაბალი სიმკვრივე აქვთ. სითხეებს, როგორც წესი, ახასიათებთ მათთან შედარებით უფრო მაღალი სიმკვრივე და ამ ინდიკატორის მაქსიმალური მნიშვნელობა მყარ სხეულებში გვხვდება. ასე, მაგალითად, ოსმიუმი ითვლება ყველაზე მკვრივ ლითონად.
სიმკვრივის გაზომვა
სიმკვრივის, ისევე როგორც სხვა საგნობრივი სფეროების გასაზომად, ამ კონცეფციამ მიიღო გაზომვის სპეციალური კომპლექსური ერთეული, რომელიც დაფუძნებულია სიმკვრივის ნივთიერების მასასთან და მოცულობასთან ურთიერთობაზე. ასე რომ, SI ერთეულების საერთაშორისო სისტემაში, ერთეული, რომელიც გამოიყენება ნივთიერების სიმკვრივის აღსაწერად, არის კილოგრამი კუბურ მეტრზე, რომელიც ჩვეულებრივ აღინიშნება კგ / მ³.ამასთან, თუ ჩვენ ვსაუბრობთ ნივთიერების ძალიან მცირე მოცულობებზე, რისთვისაც აუცილებელია სიმკვრივის გაზომვა, გამოიყენება ამ ზოგადად მიღებული ერთეულის წარმოებულის გამოყენება, გამოხატული როგორც გრამების რაოდენობა კუბურ სანტიმეტრზე. შემოკლებული ფორმით, ეს ერთეული ჩვეულებრივ აღინიშნება გ / სმ³.
ამავდროულად, სხვადასხვა ნივთიერების სიმკვრივე იცვლება ტემპერატურის მიხედვით: უმეტეს შემთხვევაში, მისი შემცირება იწვევს ნივთიერების სიმკვრივის ზრდას. მაგალითად, ჩვეულებრივ ჰაერს + 20 ° C ტემპერატურაზე აქვს სიმკვრივე 1,20 კგ / მ³ ტოლი, ხოლო როდესაც ტემპერატურა 0 ° C-მდე ეცემა, მისი სიმკვრივე გაიზრდება 1,29 კგ / მ³-მდე, ხოლო შემდგომი შემცირებით. -50 ° C-მდე ჰაერის სიმკვრივე 1,58 კგ/მ³-ს მიაღწევს. ამავდროულად, ზოგიერთი ნივთიერება გამონაკლისია ამ წესიდან, რადგან მათი სიმკვრივის ცვლილება არ მოჰყვება ამ ნიმუშს: მათ შორისაა, მაგალითად, წყალი.
სხვადასხვა ფიზიკური ინსტრუმენტები გამოიყენება ნივთიერებების სიმკვრივის გასაზომად. მაგალითად, სითხის სიმკვრივის გაზომვა შეგიძლიათ ჰიდრომეტრის გამოყენებით, ხოლო მყარი ან აირისებრი ნივთიერების სიმკვრივის დასადგენად შეგიძლიათ გამოიყენოთ პიკნომეტრი.
ინსტრუქცია
ზემოაღნიშნული ორი მნიშვნელობის გათვალისწინებით, შეგიძლიათ დაწეროთ ფორმულა სიმკვრივის გამოსათვლელად ნივთიერებები: სიმჭიდროვე = მასა / მოცულობა, აქედან გამომდინარე მიიღება სასურველი მნიშვნელობა. მაგალითი. ცნობილია, რომ ყინულის ნაკადი 2 კუბური მეტრის მოცულობით არის 1800 კგ. იპოვნეთ ყინულის სიმკვრივე. გამოსავალი: სიმკვრივე არის 1800 კგ / 2 მეტრი კუბური, გამოდის 900 კგ გაყოფილი კუბურზე. ზოგჯერ თქვენ უნდა გადაიყვანოთ სიმკვრივის ერთეულები ერთმანეთში. იმისათვის, რომ არ დაიბნეთ, უნდა გახსოვდეთ: 1გ/სმ კუბური უდრის 1000 კგ/მ3 კუბიკს. მაგალითი: 5,6 გ/სმ კუბური არის 5,6 * 1000 \u003d 5600 კგ/მ კუბური.
წყალი, ისევე როგორც ნებისმიერი სითხე, ყოველთვის არ შეიძლება აწონოთ სასწორზე. მაგრამ გაარკვიე მასაეს აუცილებელია როგორც ზოგიერთ ინდუსტრიაში, ასევე ჩვეულებრივ ყოველდღიურ სიტუაციებში, რეზერვუარების გამოთვლიდან დაწყებული მარაგის ოდენობის გადაწყვეტამდე. წყალიშეგიძლიათ თან წაიღოთ კაიაკით ან რეზინის ნავით. იმისათვის რომ გამოვთვალოთ მასა წყალიან ამა თუ იმ მოცულობაში მოთავსებული ნებისმიერი სითხე, პირველ რიგში აუცილებელია მისი სიმკვრივის ცოდნა.
დაგჭირდებათ
- საზომი ჭურჭელი
- სახაზავი, ლენტი ან სხვა საზომი მოწყობილობა
- ჭურჭელი წყლის დასასხმელად
ინსტრუქცია
თუ დათვლა გჭირდებათ მასა წყალიპატარა ჭურჭელში, ეს შეიძლება გაკეთდეს ჩვეულებრივი სასწორის გამოყენებით. აწონეთ ჭურჭელი ჯერ . შემდეგ დაასხით წყალი სხვა თასში. შემდეგ აწონეთ ცარიელი ჭურჭელი. გამოვაკლოთ სავსე ჭურჭელს მასაცარიელი. ეს არის ის, რაც შეიცავს ჭურჭელს წყალი. ამრიგად შესაძლებელია მასაარა მარტო თხევადი, არამედ ფხვიერიც, თუ შესაძლებელია მათი სხვა კერძებში ჩასხმა. ეს მეთოდი ზოგჯერ მაინც შეიძლება შეინიშნოს ზოგიერთ მაღაზიაში, სადაც აღჭურვილობა არ არის. გამყიდველი ჯერ აწონებს ცარიელ ქილას ან ბოთლს, შემდეგ ავსებს არაჟნით, ისევ აწონებს, ადგენს არაჟნის წონას და მხოლოდ ამის შემდეგ ითვლის მის ღირებულებას.
რათა დადგინდეს მასა წყალიჭურჭელში, რომლის აწონვა შეუძლებელია, ორი პარამეტრი უნდა იყოს ცნობილი - წყალი(ან ნებისმიერი სხვა სითხე) და ჭურჭლის მოცულობა. სიმკვრივე წყალიარის 1 გ/მლ. სხვა სითხის სიმკვრივე შეგიძლიათ იხილოთ სპეციალურ ცხრილში, რომელიც ჩვეულებრივ გვხვდება საცნობარო წიგნებში.
თუ არ არსებობს საზომი ჭურჭელი, რომელშიც წყალი შეიძლება ჩაისხას, გამოთვალეთ ჭურჭლის მოცულობა, რომელშიც ის მდებარეობს. მოცულობა ყოველთვის უდრის ფუძის ფართობისა და სიმაღლის ნამრავლს და, როგორც წესი, პრობლემები არ არის მდგომი ფორმის გემებთან. მოცულობა წყალიქილაში ტოლი იქნება მრგვალი ფუძის ფართობი წყლით სავსე სიმაღლემდე. სიმკვრივის გამრავლება? თითო მოცულობაზე წყალი V მიიღებთ მასა წყალიმ: m=?*V.
Მსგავსი ვიდეოები
შენიშვნა
მასის დადგენა შეგიძლიათ წყლის რაოდენობისა და მისი მოლური მასის ცოდნით. წყლის მოლური მასა არის 18, რადგან იგი შედგება 2 წყალბადის ატომისა და 1 ჟანგბადის ატომის მოლური მასებისგან. MH2O = 2MH+MO=2 1+16=18 (გ/მოლი). m=n*M, სადაც m არის წყლის მასა, n არის რაოდენობა, M არის მოლური მასა.
ყველა ნივთიერებას აქვს გარკვეული სიმკვრივე. დაკავებული მოცულობისა და მოცემული მასის მიხედვით გამოითვლება სიმკვრივე. იგი ნაპოვნია ექსპერიმენტული მონაცემებისა და რიცხვითი გარდაქმნების საფუძველზე. გარდა ამისა, სიმკვრივე დამოკიდებულია მრავალ განსხვავებულ ფაქტორზე, რომელთანაც იცვლება მისი მუდმივი მნიშვნელობა.
ინსტრუქცია
წარმოიდგინეთ, რომ მოგცემენ წყლით სავსე ჭურჭელს. პრობლემაში აუცილებელია წყლის სიმკვრივის პოვნა, არ იცოდეთ არც მასა და არც მოცულობა. სიმკვრივის გამოსათვლელად ორივე პარამეტრი ექსპერიმენტულად უნდა მოიძებნოს. დაიწყეთ მასის განსაზღვრით.
აიღეთ ჭურჭელი და დადეთ სასწორზე. შემდეგ დაასხით წყალი, შემდეგ კი ჭურჭელი დააბრუნეთ იმავე სასწორზე. შეადარეთ გაზომვის შედეგები და მიიღეთ ფორმულა წყლის მასის საპოვნელად:
მობ.- mc.=mv., სადაც მობ. - ჭურჭლის მასა წყლით (მთლიანი მასა), mс - ჭურჭლის მასა წყლის გარეშე.
მეორე რაც თქვენ უნდა იპოვოთ არის წყალი. ჩაასხით წყალი საზომ ჭურჭელში, შემდეგ მასზე არსებული სასწორის გამოყენებით განსაზღვრეთ ჭურჭელში არსებული წყლის მოცულობა. მხოლოდ ამის შემდეგ, ფორმულის გამოყენებით, იპოვნეთ წყლის სიმკვრივე:
ρ=მ/ვ
ამ ექსპერიმენტის დახმარებით მხოლოდ დაახლოებით შეიძლება განისაზღვროს წყლის სიმკვრივე. თუმცა, გარკვეული ფაქტორების გავლენით, მას შეუძლია. შეამოწმეთ ამ ფაქტორებიდან ყველაზე მნიშვნელოვანი.
t=4 °C წყლის ტემპერატურაზე წყალს აქვს ρ=1000 კგ/მ^3 ან 1 გ/სმ^3 სიმკვრივე. როგორც სიმკვრივე იცვლება, ასევე იცვლება სიმკვრივე. გარდა ამისა, ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ სიმკვრივეზე
ქიმიურ ლაბორატორიებში ძალიან ხშირად საჭიროა სიმკვრივის დადგენა. წინა წლების ლიტერატურაში და ძველი გამოცემების საცნობარო წიგნებში მოცემულია ხსნარების და მყარი ნივთიერებების სპეციფიკური სიმძიმის ცხრილები. ეს მნიშვნელობა გამოიყენებოდა სიმკვრივის ნაცვლად, რომელიც არის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ფიზიკური სიდიდე, რომელიც ახასიათებს მატერიის თვისებებს.
ნივთიერების სიმკვრივე არის სხეულის მასის თანაფარდობა მის მოცულობასთან:
ამრიგად, ნივთიერების სიმკვრივე გამოიხატება * გ/სმ3-ში. სპეციფიკური წონა y არის ნივთიერების წონის (სიმძიმის) თანაფარდობა მოცულობასთან:
ნივთიერების სიმკვრივე და ხვედრითი წონა ერთსა და იმავე კავშირშია ერთმანეთთან, როგორც მასა და წონა, ე.ი.
სადაც g არის სიმძიმის აჩქარების ლოკალური მნიშვნელობა თავისუფალ ვარდნაში. ამრიგად, სპეციფიკური სიმძიმის ”(გ/სმ2 წმ2) და სიმკვრივის (გ/სმ3) ზომები, ისევე როგორც მათი რიცხვითი მნიშვნელობები, გამოხატული ერთეულების ერთ სისტემაში, განსხვავდება ერთმანეთისგან *.
სხეულის სიმკვრივე არ არის დამოკიდებული მის მდებარეობაზე დედამიწაზე, ხოლო სპეციფიკური სიმძიმე იცვლება იმის მიხედვით, თუ სად იზომება იგი დედამიწაზე.
ზოგიერთ შემთხვევაში სასურველია გამოვიყენოთ ეგრეთ წოდებული ფარდობითი სიმკვრივე, რომელიც არის მოცემული ნივთიერების სიმკვრივის შეფარდება სხვა ნივთიერების სიმკვრივესთან გარკვეულ პირობებში. ფარდობითი სიმკვრივე გამოიხატება როგორც აბსტრაქტული რიცხვი.
თხევადი და მყარი ნივთიერებების ფარდობითი სიმკვრივე d ჩვეულებრივ განისაზღვრება გამოხდილი წყლის სიმკვრივესთან მიმართებაში:
რა თქმა უნდა, p და p უნდა იყოს გამოხატული იმავე ერთეულებში.
ფარდობითი სიმკვრივე d ასევე შეიძლება გამოისახოს, როგორც მიღებული ნივთიერების მასის თანაფარდობა გამოხდილი წყლის მასასთან, მიღებული იმავე მოცულობით, როგორც ნივთიერება, გარკვეულ, მუდმივ პირობებში.
ვინაიდან ფარდობითი სიმკვრივისა და ფარდობითი სპეციფიკური სიმძიმის რიცხვითი მნიშვნელობები მითითებულ მუდმივ პირობებში ერთნაირია, შეგიძლიათ გამოიყენოთ შედარებითი სპეციფიკური სიმძიმის ცხრილები საცნობარო წიგნებში ისევე, როგორც სიმკვრივის ცხრილები.
ფარდობითი სიმკვრივე არის მუდმივი მნიშვნელობა თითოეული ქიმიურად ერთგვაროვანი ნივთიერებისთვის და მოცემულ ტემპერატურაზე ხსნარებისთვის. შესაბამისად, მიხედვით
* ზოგ შემთხვევაში სიმკვრივე გამოიხატება გ/მლ-ში. სიმკვრივის ციფრულ მნიშვნელობებს შორის სხვაობა, გამოხატული გ/სმ3-ში და გ/მლ-ში, ძალიან მცირეა. მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული მხოლოდ განსაკუთრებული სიზუსტით მუშაობისას.
ამიტომ, ფარდობითი სიმკვრივის სიდიდის მიხედვით, ხშირ შემთხვევაში შეიძლება ვიმსჯელოთ ნივთიერების კონცენტრაციაზე ხსნარში.
* ერთეულების ტექნიკურ სისტემაში (MKXCC). რომელშიც ძირითადი ერთეული არის არა მასის ერთეული, არამედ ძალის ერთეული - კილოგრამი-ძალა (კგ ან კგფ), ხვედრითი წონა გამოიხატება კგ/მ3 ან გ/სმ3-ში. უნდა აღინიშნოს, რომ გ/სმ3-ში გაზომილი სპეციფიკური სიმძიმის რიცხვითი მნიშვნელობები და გ/სმ3-ში გაზომილი სიმკვრივე ერთმანეთს ემთხვევა, რაც ხშირად იწვევს დაბნეულობას „სიმკვრივისა“ და „სპეციფიკური სიმძიმის“ ცნებებში.
როგორც წესი, ხსნარის სიმკვრივე იზრდება გამხსნელის კონცენტრაციის მატებასთან ერთად (თუ თავად ხსნარს აქვს გამხსნელის სიმკვრივე). მაგრამ არის ნივთიერებები, რომლებისთვისაც სიმკვრივის მატება კონცენტრაციის მატებასთან ერთად მიდის მხოლოდ გარკვეულ ზღვარამდე, რის შემდეგაც, კონცენტრაციის მატებასთან ერთად, ხდება სიმკვრივის კლება.
მაგალითად, გოგირდის მჟავას აქვს ყველაზე მაღალი სიმკვრივე 1,8415 კონცენტრაციით 97,35%. კონცენტრაციის შემდგომ მატებას თან ახლავს სიმკვრივის კლება 1,8315-მდე, რაც შეესაბამება 99,31%-ს.
ძმარმჟავას აქვს მაქსიმალური სიმკვრივე 77-79% კონცენტრაციით, ხოლო 100% ძმარმჟავას აქვს იგივე სიმკვრივე, რაც 41%.
შედარებითი სიმკვრივედამოკიდებულია ტემპერატურაზე, რომელზეც ის განისაზღვრება. ამიტომ, ისინი ყოველთვის მიუთითებენ ტემპერატურაზე, რომელზედაც გაკეთდა განსაზღვრა და წყლის ტემპერატურა (მოცულობა აღებულია როგორც ერთეული). დირექტორიაში, ეს ნაჩვენებია შესაბამისი ინდექსების გამოყენებით, მაგალითად eft; ზემოაღნიშნული აღნიშვნა მიუთითებს იმაზე, რომ ფარდობითი სიმკვრივე განისაზღვრა 2O0C ტემპერატურაზე და წყლის სიმკვრივე 4e C ტემპერატურაზე შედარებისთვის იყო აღებული.ასევე არის სხვა ინდექსები, რომლებიც მიუთითებენ რა პირობებში განისაზღვრა ფარდობითი სიმკვრივე. მაგალითად, R4 Ul და ა.შ.
90% გოგირდმჟავას ფარდობითი სიმკვრივის ცვლილება გარემოს ტემპერატურის მიხედვით მოცემულია ქვემოთ:
ფარდობითი სიმკვრივე მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად და იზრდება ტემპერატურის კლებასთან ერთად.
ფარდობითი სიმკვრივის დადგენისას აუცილებელია აღინიშნოს ტემპერატურა, რომელზედაც იგი განხორციელდა და მიღებული მნიშვნელობები შევადაროთ იმავე ტემპერატურაზე განსაზღვრულ ცხრილის მონაცემებს, mi.
თუ გაზომვა არ განხორციელდა სახელმძღვანელოში მითითებულ ტემპერატურაზე, მაშინ. შემოღებულია კორექტირება, რომელიც გამოითვლება ფარდობითი სიმკვრივის საშუალო ცვლილება ერთი გრადუსით. მაგალითად, თუ 15-დან 20 0C-მდე დიაპაზონში 90% გოგირდმჟავას ფარდობითი სიმკვრივე მცირდება 1,8198-1,8144 = 0,0054, მაშინ საშუალოდ შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ როდესაც ტემპერატურა იცვლება 1 0C-ით (15 0C-ზე ზემოთ) ფარდობითი სიმკვრივე. მცირდება 0,0054-ით: 5 = 0,0011.
ამრიგად, თუ განსაზღვრა ხორციელდება 18 0C ტემპერატურაზე, მაშინ მითითებული ხსნარის ფარდობითი სიმკვრივე უნდა იყოს ტოლი:
თუმცა შედარებით სიმკვრივის ტემპერატურის კორექციის შესატანად უფრო მოსახერხებელია ქვემოთ მოყვანილი ნომოგრამის გამოყენება (სურ. 488). გარდა ამისა, ეს ნომოგრამა შესაძლებელს ხდის, მაგრამ ცნობილი ფარდობითი სიმკვრივით, გამოითვლება სტანდარტულ ტემპერატურაზე 20 ° C, დაახლოებით განისაზღვროს ფარდობითი სიმკვრივე სხვა ტემპერატურაზე, რაც ზოგჯერ შეიძლება იყოს საჭირო. სითხეების ფარდობითი სიმკვრივე შეიძლება იყოს განისაზღვრება ჰიდრომეტრების, პიკნომეტრების, სპეციალური წონების და ა.შ.
ფარდობითი სიმკვრივის განსაზღვრა ჰიდრომეტრებით.
სითხის ფარდობითი სიმკვრივის სწრაფად დასადგენად გამოიყენება ე.წ. ჰიდრომეტრები (სურ. 489). ეს არის მინის მილი (ნახ. 489, ა), რომელიც ძირში აფართოებს და ბოლოში აქვს შუშის ავზი სავსე გასროლით ან სპეციალური მასით (ნაკლებად ხშირად, ვერცხლისწყლით). ჰიდრომეტრის ზედა ვიწრო ნაწილში არის სასწორი დანაყოფებით. რაც უფრო დაბალია სითხის ფარდობითი სიმკვრივე, მით უფრო ღრმად იძირება მასში ჰიდრომეტრი. მაშასადამე, მისი მასშტაბით, ფარდობითი სიმკვრივის ყველაზე მცირე მნიშვნელობა, რომელიც შეიძლება განისაზღვროს ამ ჰიდრომეტრით, აღინიშნება ზევით, ხოლო ყველაზე დიდი ბოლოში. მაგალითად, ერთზე ნაკლები ფარდობითი სიმკვრივის სითხეების ჰიდრომეტრებს აქვთ 1000 ქვემოთ, 0,990-ზე მაღლა, 0,980-ზე მეტიც და ა.შ.
ციფრებს შორის ხარვეზები იყოფა უფრო მცირე განყოფილებებად, რაც საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ ფარდობითი სიმკვრივე მესამე ათწილადამდე სიზუსტით. ყველაზე ზუსტი ჰიდრომეტრებისთვის, მასშტაბი მოიცავს ფარდობითი სიმკვრივის მნიშვნელობებს 0,2-0,4 ერთეულის დიაპაზონში (მაგალითად, სიმკვრივის დასადგენად 1000-დან 1200-მდე, 1200-დან 1400-მდე და ა.შ.). ასეთი ჰიდრომეტრები ჩვეულებრივ იყიდება კომპლექტების სახით, რაც შესაძლებელს ხდის ფარდობითი სიმკვრივის განსაზღვრას ფართო დიაპაზონში.
ნომოგრამა ტემპერატურის კორექციისთვის
ზოგჯერ ჰიდრომეტრები აღჭურვილია თერმომეტრებით (ნახ. 489.6), რაც საშუალებას გაძლევთ ერთდროულად გაზომოთ ტემპერატურა, რომელზედაც ტარდება განსაზღვრა. ჰიდრომეტრის გამოყენებით ფარდობითი სიმკვრივის დასადგენად სითხეს ასხამენ შუშის ცილინდრში (სურ. 490) მინიმუმ 0,5 ლიტრი მოცულობის, ფორმის მსგავსი საზომი, მაგრამ ამონაყრისა და განყოფილებების გარეშე. ცილინდრის ზომა უნდა შეესაბამებოდეს ჰიდრომეტრის ზომას. არ ჩაასხათ სითხე ცილინდრში კიდემდე, რადგან ჰიდრომეტრის ჩაძირვისას სითხე შეიძლება გადაიზარდოს. ეს შეიძლება საშიშიც კი იყოს კონცენტრირებული მჟავების ან კონცენტრირებული ტუტეების სიმკვრივის გაზომვისას და ა.შ. ამიტომ, სითხის დონე ცილინდრში უნდა იყოს რამდენიმე სანტიმეტრით ქვემოთ ცილინდრის კიდეზე.
ზოგჯერ სიმკვრივის ცილინდრს აქვს კონცენტრული ღარი ზევით ისე, რომ თუ სითხე გადმოიღვრება ჰიდრომეტრის ჩაძირვისას, ის არ დაიღვრება მაგიდაზე.
ფარდობითი სიმკვრივის დასადგენად არის სპეციალური მოწყობილობები, რომლებიც ინარჩუნებენ სითხის მუდმივ დონეს ცილინდრში. ერთ-ერთი ამ მოწყობილობის დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 491. ეს არის ცილინდრი 2, რომელსაც აქვს გარკვეულ სიმაღლეზე სადრენაჟო მილი 3 სითხეში ჩაძირვისას ჰიდრომეტრის მიერ გადაადგილებული სითხის გადინებისთვის. გადაადგილებული სითხე შედის მილ 4-ში, რომელსაც აქვს კუბი 5, რომლის მეშვეობითაც შესაძლებელია სითხის გადინება. ცილინდრის შევსება შესაძლებელია გამოკვლეული სითხით გათანაბრების მილის მეშვეობით /, რომელსაც აქვს ცილინდრული გაფართოება ზედა ნაწილში.
მოცემულია სითხეების სიმკვრივის ცხრილი სხვადასხვა ტემპერატურაზე და ატმოსფერულ წნევაზე ყველაზე გავრცელებული სითხეებისთვის. ცხრილში სიმკვრივის მნიშვნელობები შეესაბამება მითითებულ ტემპერატურას, ნებადართულია მონაცემთა ინტერპოლაცია.
ბევრ ნივთიერებას შეუძლია თხევად მდგომარეობაში ყოფნა. სითხეები არის სხვადასხვა წარმოშობისა და შემადგენლობის ნივთიერებები, რომლებსაც აქვთ სითხე - მათ შეუძლიათ შეცვალონ ფორმა გარკვეული ძალების გავლენის ქვეშ. სითხის სიმკვრივე არის სითხის მასის თანაფარდობა იმ მოცულობასთან, რომელსაც იგი იკავებს.
განვიხილოთ ზოგიერთი სითხის სიმკვრივის მაგალითები. პირველი, რაც გახსენდებათ, როდესაც გესმით სიტყვა "თხევადი" არის წყალი. და ეს სულაც არ არის შემთხვევითი, რადგან წყალი პლანეტაზე ყველაზე გავრცელებული ნივთიერებაა და, შესაბამისად, ის შეიძლება ჩაითვალოს იდეალად.
უდრის 1000 კგ / მ 3 გამოხდილი და 1030 კგ / მ 3 ზღვის წყალი. ვინაიდან ეს მნიშვნელობა მჭიდროდ არის დაკავშირებული ტემპერატურასთან, აღსანიშნავია, რომ ეს "იდეალური" მნიშვნელობა მიიღეს +3.7°C-ზე. მდუღარე წყლის სიმკვრივე იქნება ოდნავ ნაკლები - ის უდრის 958,4 კგ / მ 3 100 ° C ტემპერატურაზე. როდესაც სითხეები თბება, მათი სიმკვრივე ჩვეულებრივ მცირდება.
წყლის სიმკვრივე ღირებულებით ახლოსაა სხვადასხვა საკვებ პროდუქტებთან. ეს არის პროდუქტები, როგორიცაა: ძმრის ხსნარი, ღვინო, 20% ნაღები და 30% არაჟანი. ცალკეული პროდუქტები უფრო მკვრივია, მაგალითად, კვერცხის გული - მისი სიმკვრივეა 1042 კგ / მ 3. გამოდის უფრო მკვრივი ვიდრე წყალი, მაგალითად: ანანასის წვენი - 1084 კგ / მ 3, ყურძნის წვენი - 1361 კგ / მ 3-მდე, ფორთოხლის წვენი - 1043 კგ / მ 3, კოკა-კოლა და ლუდი - 1030 კგ / მ 3.
ბევრი ნივთიერება წყალზე ნაკლებად მკვრივია. მაგალითად, ალკოჰოლი გაცილებით მსუბუქია ვიდრე წყალი. ასე რომ, სიმკვრივეა 789 კგ / მ 3, ბუტილი - 810 კგ / მ 3, მეთილი - 793 კგ / მ 3 (20 ° C ტემპერატურაზე). საწვავის და ზეთების გარკვეულ ტიპებს აქვთ კიდევ უფრო დაბალი სიმკვრივის მნიშვნელობები: ზეთი - 730-940 კგ / მ 3, ბენზინი - 680-800 კგ / მ 3. ნავთის სიმკვრივეა დაახლოებით 800 კგ / მ 3, - 879 კგ / მ 3, საწვავის ზეთი - 990 კგ / მ 3-მდე.
| თხევადი | ტემპერატურა, °C |
სითხის სიმკვრივე, კგ / მ 3 |
|---|---|---|
| ანილინი | 0…20…40…60…80…100…140…180 | 1037…1023…1007…990…972…952…914…878 |
| (GOST 159-52) | -60…-40…0…20…40…80…120 | 1143…1129…1102…1089…1076…1048…1011 |
| აცეტონი C 3 H 6 O | 0…20 | 813…791 |
| ქათმის კვერცხის ცილა | 20 | 1042 |
| 20 | 680-800 | |
| 7…20…40…60 | 910…879…858…836 | |
| ბრომი | 20 | 3120 |
| წყალი | 0…4…20…60…100…150…200…250…370 | 999,9…1000…998,2…983,2…958,4…917…863…799…450,5 |
| ზღვის წყალი | 20 | 1010-1050 |
| წყალი მძიმეა | 10…20…50…100…150…200…250 | 1106…1105…1096…1063…1017…957…881 |
| არაყი | 0…20…40…60…80 | 949…935…920…903…888 |
| შემაგრებული ღვინო | 20 | 1025 |
| ღვინო მშრალი | 20 | 993 |
| გაზის ზეთი | 20…60…100…160…200…260…300 | 848…826…801…761…733…688…656 |
| 20…60…100…160…200…240 | 1260…1239…1207…1143…1090…1025 | |
| GTF (გამაგრილებელი) | 27…127…227…327 | 980…880…800…750 |
| დაუთერმ | 20…50…100…150…200 | 1060…1036…995…953…912 |
| ქათმის კვერცხის გული | 20 | 1029 |
| კარბორანი | 27 | 1000 |
| 20 | 802-840 | |
| აზოტის მჟავა HNO 3 (100%) | -10…0…10…20…30…40…50 | 1567…1549…1531…1513…1495…1477…1459 |
| პალმიტის მჟავა C 16 H 32 O 2 (კონს.) | 62 | 853 |
| გოგირდის მჟავა H 2 SO 4 (კონს.) | 20 | 1830 |
| მარილმჟავა HCl (20%) | 20 | 1100 |
| ძმარმჟავა CH 3 COOH (კონს.) | 20 | 1049 |
| კონიაკი | 20 | 952 |
| კრეოზოტი | 15 | 1040-1100 |
| 37 | 1050-1062 | |
| ქსილენი C 8 H 10 | 20 | 880 |
| სპილენძის ვიტრიოლი (10%) | 20 | 1107 |
| სპილენძის ვიტრიოლი (20%) | 20 | 1230 |
| ალუბლის ლიქიორი | 20 | 1105 |
| მაზუთი | 20 | 890-990 |
| Მიწისთხილის კარაქი | 15 | 911-926 |
| მანქანის ზეთი | 20 | 890-920 |
| ძრავის ზეთი თ | 20 | 917 |
| Ზეითუნის ზეთი | 15 | 914-919 |
| (დახვეწილი) | -20…20…60…100…150 | 947…926…898…871…836 |
| თაფლი (გაუწყლოებული) | 20 | 1621 |
| მეთილის აცეტატი CH 3 COOCH 3 | 25 | 927 |
| 20 | 1030 | |
| შესქელებული რძე შაქრით | 20 | 1290-1310 |
| ნაფტალინი | 230…250…270…300…320 | 865…850…835…812…794 |
| ზეთი | 20 | 730-940 |
| საშრობი ზეთი | 20 | 930-950 |
| ტომატის პასტა | 20 | 1110 |
| მოხარშული მოლისანი | 20 | 1460 |
| მელას სახამებელი | 20 | 1433 |
| პაბი | 20…80…120…200…260…340…400 | 990…961…939…883…837…769…710 |
| ლუდი | 20 | 1008-1030 |
| PMS-100 | 20…60…80…100…120…160…180…200 | 967…934…917…901…884…850…834…817 |
| PES-5 | 20…60…80…100…120…160…180…200 | 998…971…957…943…929…902…888…874 |
| ვაშლის პიურე | 0 | 1056 |
| (10%) | 20 | 1071 |
| მარილის ხსნარი წყალში (20%) | 20 | 1148 |
| შაქრის ხსნარი წყალში (გაჯერებული) | 0…20…40…60…80…100 | 1314…1333…1353…1378…1405…1436 |
| მერკური | 0…20…100…200…300…400 | 13596…13546…13350…13310…12880…12700 |
| ნახშირბადის დისულფიდი | 0 | 1293 |
| სილიკონი (დიეთილპოლისილოქსანი) | 0…20…60…100…160…200…260…300 | 971…956…928…900…856…825…779…744 |
| ვაშლის სიროფი | 20 | 1613 |
| ტურპენტინი | 20 | 870 |
| (ცხიმიანობა 30-83%) | 20 | 939-1000 |
| ფისოვანი | 80 | 1200 |
| ქვანახშირის ტარი | 20 | 1050-1250 |
| ფორთოხლის წვენი | 15 | 1043 |
| ყურძნის წვენი | 20 | 1056-1361 |
| გრეიფრუტის წვენი | 15 | 1062 |
| Პომიდვრის წვენი | 20 | 1030-1141 |
| ვაშლის წვენი | 20 | 1030-1312 |
| ამილის სპირტი | 20 | 814 |
| ბუტილის სპირტი | 20 | 810 |
| იზობუტილის სპირტი | 20 | 801 |
| იზოპროპილის სპირტი | 20 | 785 |
| მეთილის სპირტი | 20 | 793 |
| პროპილ ალკოჰოლი | 20 | 804 |
| ეთილის სპირტი C 2 H 5 OH | 0…20…40…80…100…150…200 | 806…789…772…735…716…649…557 |
| ნატრიუმ-კალიუმის შენადნობი (25% Na) | 20…100…200…300…500…700 | 872…852…828…803…753…704 |
| ტყვია-ბისმუტის შენადნობი (45% Pb) | 130…200…300…400…500..600…700 | 10570…10490…10360…10240…10120..10000…9880 |
| თხევადი | 20 | 1350-1530 |
| შრატის რძე | 20 | 1027 |
| ტეტრაკრესილოქსისილანი (CH 3 C 6 H 4 O) 4 Si | 10…20…60…100…160…200…260…300…350 | 1135…1128…1097…1064…1019…987…936…902…858 |
| ტეტრაქლორობიფენილ C 12 H 6 Cl 4 (არქლორი) | 30…60…150…250…300 | 1440…1410…1320…1220…1170 |
| 0…20…50…80…100…140 | 886…867…839…810…790…744 | |
| Დიზელის საწვავი | 20…40…60…80…100 | 879…865…852…838…825 |
| საწვავის კარბუტერი | 20 | 768 |
| ძრავის საწვავი | 20 | 911 |
| RT საწვავი | 836…821…792…778…764…749…720…692…677…648 | |
| საწვავი T-1 | -60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200 | 867…853…824…819…808…795…766…736…720…685 |
| საწვავი T-2 | -60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200 | 824…810…781…766…752…745…709…680…665…637 |
| საწვავი T-6 | -60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200 | 898…883…855…841…827…813…784…756…742…713 |
| საწვავი T-8 | -60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200 | 847…833…804…789…775…761…732…703…689…660 |
| საწვავი TS-1 | -60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200 | 837…823…794…780…765…751…722…693…879…650 |
| ნახშირბადის ტეტრაქლორიდი (CTC) | 20 | 1595 |
| უროტროპინი C 6 H 12 N 2 | 27 | 1330 |
| ფტორბენზოლი | 20 | 1024 |
| ქლორობენზოლი | 20 | 1066 |
| ეთილის აცეტატი | 20 | 901 |
| ეთილის ბრომიდი | 20 | 1430 |
| ეთილის იოდიდი | 20 | 1933 |
| ეთილის ქლორიდი | 0 | 921 |
| ეთერი | 0…20 | 736…720 |
| ეთერ ჰარპიუსი | 27 | 1100 |
დაბალი სიმკვრივის მაჩვენებლები გამოირჩევა ისეთი სითხეებით, როგორიცაა:ტურპენტინი 870 კგ / მ 3,
როგორ ხდება, რომ სხეულებს, რომლებიც სივრცეში ერთსა და იმავე მოცულობას იკავებენ, შეიძლება ერთდროულად ჰქონდეთ განსხვავებული მასა? ეს ყველაფერი მათ სიმკვრივეზეა. ამ კონცეფციას უკვე მე-7 კლასში, სკოლაში ფიზიკის სწავლების პირველ კურსზე ვეცნობით. ეს არის ძირითადი ფიზიკური კონცეფცია, რომელსაც შეუძლია გახსნას MKT (მოლეკულურ-კინეტიკური თეორია) ადამიანისთვის არა მხოლოდ ფიზიკის კურსში, არამედ ქიმიაშიც. მისი საშუალებით ადამიანს შეუძლია დაახასიათოს ნებისმიერი ნივთიერება, იქნება ეს წყალი, ხე, ტყვია თუ ჰაერი.
სიმკვრივის სახეები
ასე რომ, ეს არის სკალარული რაოდენობა, რომელიც უდრის შესწავლილი ნივთიერების მასის თანაფარდობას მის მოცულობასთან, ანუ მას ასევე შეიძლება ეწოდოს სპეციფიკური სიმძიმე. იგი აღინიშნება ბერძნული ასო "ρ"-ით (იკითხება როგორც "ro"), არ უნდა აგვერიოს "p"-ში - ეს ასო ჩვეულებრივ გამოიყენება წნევის აღსანიშნავად.
როგორ მოვძებნოთ სიმკვრივე ფიზიკაში? გამოიყენეთ სიმკვრივის ფორმულა: ρ = m/V
ეს მნიშვნელობა შეიძლება გაიზომოს გ/ლ, გ/მ3 და ზოგადად მასასა და მოცულობასთან დაკავშირებული ნებისმიერი ერთეულით. რა არის SI ერთეული სიმკვრივისთვის? ρ = [კგ/მ3]. ამ ერთეულებს შორის თარგმნა ხორციელდება ელემენტარული მათემატიკური ოპერაციების მეშვეობით. თუმცა, ეს არის SI საზომი ერთეული, რომელსაც აქვს ყველაზე დიდი გამოყენება.
გარდა სტანდარტული ფორმულისა, რომელიც გამოიყენება მხოლოდ მყარი ნივთიერებებისთვის, ასევე არსებობს გაზის ფორმულა ნორმალურ პირობებში (n.o.).
ρ (გაზი) = M/Vm
M არის გაზის მოლური მასა [გ/მოლი], Vm არის გაზის მოლური მოცულობა (ნორმალურ პირობებში ეს მნიშვნელობა არის 22,4 ლ/მოლი).
ამ კონცეფციის უფრო სრულყოფილად განსასაზღვრად, ღირს იმის გარკვევა, თუ რა მნიშვნელობას გულისხმობს..
- ერთგვაროვანი სხეულების სიმკვრივე არის ზუსტად სხეულის მასის თანაფარდობა მის მოცულობასთან.
- ასევე არსებობს „ნივთიერების სიმკვრივის“ ცნება, ანუ ამ ნივთიერებისგან შემდგარი ერთგვაროვანი ან თანაბრად განაწილებული არაერთგვაროვანი სხეულის სიმკვრივე. ეს მნიშვნელობა მუდმივია. არსებობს ცხრილები (რომლებიც თქვენ ალბათ იყენებდით ფიზიკის გაკვეთილებში), რომლებიც აგროვებენ მნიშვნელობებს სხვადასხვა მყარი, თხევადი და აირისებრი ნივთიერებებისთვის. ასე რომ, წყლის ეს მაჩვენებელი არის 1000 კგ / მ3. ამ მნიშვნელობის და, მაგალითად, აბაზანის მოცულობის ცოდნა, ჩვენ შეგვიძლია განვსაზღვროთ წყლის მასა, რომელიც მოერგება მას ზემოთ მოცემულ ფორმაში ცნობილი მნიშვნელობების ჩანაცვლებით.
- თუმცა, ყველა ნივთიერება არ არის ერთგვაროვანი. ამისთვის შეიქმნა ტერმინი "სხეულის საშუალო სიმკვრივე". ამ მნიშვნელობის გამოსატანად საჭიროა ვიცოდეთ მოცემული ნივთიერების თითოეული კომპონენტის ρ ცალ-ცალკე და გამოვთვალოთ საშუალო მნიშვნელობა.
ფოროვან და ფხვიერ სხეულებს, სხვა საკითხებთან ერთად, აქვთ:
- ჭეშმარიტი სიმკვრივე, რომელიც განისაზღვრება სტრუქტურაში არსებული სიცარიელის გათვალისწინების გარეშე.
- სპეციფიკური (მოჩვენებითი) სიმკვრივე, რომელიც შეიძლება გამოითვალოს ნივთიერების მასის მთელ მოცულობაზე, რომელიც მას იკავებს.
ეს ორი სიდიდე ერთმანეთთან არის დაკავშირებული ფორიანობის კოეფიციენტით - სიცარიელეების (ფორების) მოცულობის თანაფარდობა შესასწავლი სხეულის მთლიან მოცულობასთან.
ნივთიერებების სიმკვრივე შეიძლება დამოკიდებული იყოს უამრავ ფაქტორზე და ზოგიერთ მათგანს შეუძლია ერთდროულად გაზარდოს ეს მნიშვნელობა ზოგიერთი ნივთიერებისთვის და შეამციროს ის სხვებისთვის. მაგალითად, დაბალ ტემპერატურაზე, ეს მნიშვნელობა ჩვეულებრივ იზრდება, თუმცა, არსებობს მთელი რიგი ნივთიერებები, რომელთა სიმკვრივე ანომალიურად იქცევა გარკვეულ ტემპერატურულ დიაპაზონში. ამ ნივთიერებებს მიეკუთვნება თუჯი, წყალი და ბრინჯაო (სპილენძისა და კალის შენადნობი).
მაგალითად, წყლის ρ ყველაზე მაღალია 4 °C-ზე და შემდეგ შეიძლება შეიცვალოს ამ მნიშვნელობასთან შედარებით როგორც გაცხელებისას, ასევე გაცივებისას.
აღსანიშნავია ისიც, რომ როდესაც ნივთიერება გადადის ერთი გარემოდან მეორეზე (მყარი-თხევადი-აირიანი), ანუ როდესაც იცვლება აგრეგაციის მდგომარეობა, ρ ასევე იცვლის თავის მნიშვნელობას და აკეთებს ამას ნახტომებით: ის იზრდება გადასვლისას. აირი სითხეში და თხევადი კრისტალიზაციის დროს. თუმცა, აქაც არის რიგი გამონაკლისები. მაგალითად, ბისმუტს და სილიციუმს მცირე მნიშვნელობა აქვს გამაგრებისას. საინტერესო ფაქტი: როდესაც წყალი კრისტალიზდება, ანუ ყინულად გადაიქცევა, ის ასევე ამცირებს მის შესრულებას და ამიტომაც ყინული წყალში არ იძირება.
როგორ მარტივად გამოვთვალოთ სხვადასხვა სხეულების სიმკვრივე
დაგვჭირდება შემდეგი აღჭურვილობა:
- სასწორები.
- სანტიმეტრი (საზომი), თუ გამოკვლეული სხეული აგრეგაციის მყარ მდგომარეობაშია.
- მოცულობითი კოლბა თუ საცდელი ნივთიერება არის თხევადი.
დასაწყისისთვის, ჩვენ ვზომავთ შესასწავლი სხეულის მოცულობას სანტიმეტრის ან მოცულობითი კოლბის გამოყენებით. სითხის შემთხვევაში, ჩვენ უბრალოდ ვუყურებთ ხელმისაწვდომ მასშტაბს და ჩავწერთ შედეგს. კუბური ფორმის ხის სხივისთვის, ის, შესაბამისად, ტოლი იქნება მესამე სიმძლავრემდე აწეული მხარის მნიშვნელობაზე. მოცულობის გაზომვის შემდეგ სასწორზე ვსვამთ შესასწავლ საგანს და ჩავწერთ მასის მნიშვნელობას. Მნიშვნელოვანი! თუ სითხეს ამოწმებთ, არ დაგავიწყდეთ გაითვალისწინოთ ჭურჭლის მასა, რომელშიც შესასწავლი ობიექტია ჩასხმული. ჩვენ ვცვლით ექსპერიმენტულად მიღებულ მნიშვნელობებს ზემოთ აღწერილ ფორმულაში და გამოვთვლით სასურველ მაჩვენებელს.
უნდა ითქვას, რომ ეს მაჩვენებელი სხვადასხვა აირებისთვის სპეციალური ხელსაწყოების გარეშე გაცილებით რთულია გამოთვლა, ამიტომ, თუ მათი მნიშვნელობები გჭირდებათ, უმჯობესია გამოიყენოთ მზა მნიშვნელობები ნივთიერებების სიმკვრივის ცხრილიდან.
ასევე, ამ მნიშვნელობის გასაზომად, გამოიყენება სპეციალური მოწყობილობები:
- პიკნომეტრი აჩვენებს ნამდვილ სიმკვრივეს.
- ჰიდრომეტრი შექმნილია სითხეებში ამ ინდიკატორის გასაზომად.
- ბურიკ კაჩინსკი და საბურღი ზაიდელმანი - მოწყობილობები, რომლითაც იკვლევენ ნიადაგს.
- ვიბრაციული სიმკვრივის მრიცხველი გამოიყენება წნევის ქვეშ არსებული სითხეებისა და სხვადასხვა გაზების მოცემული რაოდენობის გასაზომად.
