Kiến thức Phổ thông

Định nghĩa Khối lượng riêng là gì? Tìm hiểu về đại lượng quan trọng này trong Vật lý

Định nghĩa Khối lượng riêng là gì?

Khối lượng riêng (khối lượng cụ thể) được định nghĩa là số mét khối chiếm bởi một kg vật chất. Đó là tỷ lệ thể tích của vật liệu so với khối lượng của nó, tương đương với tỷ lệ nghịch của mật độ của vật liệu. Nói cách khác, khối lượng riêng tỷ lệ nghịch với mật độ. Khối lượng cụ thể có thể được tính toán hoặc đo lường cho bất kỳ trạng thái vật chất nào, nhưng nó thường được sử dụng nhất trong các tính toán liên quan đến khí.

Đơn vị tiêu chuẩn cho khối lượng riêng là mét khối trên kilogam (m3 / kg), mặc dù nó có thể được biểu thị bằng mililit trên gam (mL / g) hoặc feet khối trên pound (ft3 / lb).

Nội tại và chuyên sâu

Phần “cụ thể” của khối lượng cụ thể có nghĩa là nó được thể hiện dưới dạng khối lượng đơn vị. Nó là một thuộc tính nội tại của vật chất, có nghĩa là nó không phụ thuộc vào kích thước mẫu. Tương tự, khối lượng cụ thể là một thuộc tính chuyên sâu của vật chất không bị ảnh hưởng bởi bao nhiêu chất tồn tại hoặc nơi nó được lấy mẫu.

Công thức tính khối lượng riêng

Có ba công thức phổ biến được sử dụng để tính khối lượng cụ thể (ν):

ν = V / m trong đó V là thể tích và m là khối lượng

ν = 1 / ρ = ρ – 1 trong đó ρ là mật độ

ν = RT / PM = RT / P trong đó R là hằng số khí lý tưởng, T là nhiệt độ, P là áp suất và M là mol

Phương trình thứ hai thường được áp dụng cho chất lỏng và chất rắn vì chúng tương đối không thể nén được. Phương trình có thể được sử dụng khi xử lý khí, nhưng mật độ của khí (và khối lượng riêng của nó) có thể thay đổi đáng kể khi tăng hoặc giảm nhiệt độ một chút.

Phương trình thứ ba chỉ áp dụng cho các khí lý tưởng hoặc các khí thực ở nhiệt độ tương đối thấp và áp suất xấp xỉ các khí lý tưởng.

Đơn vị của khối lượng riêng

Trong hệ đo lường quốc tế, khối lượng riêng có đơn vị là kilôgam trên mét khối (kg/m³). Một số đơn vị khác hay gặp là gam trên xentimét khối (g/cm³).

Bảng các giá trị khối lượng cụ thể phổ biến

Các kỹ sư và nhà khoa học thường đề cập đến các bảng của các giá trị khối lượng cụ thể. Các giá trị đại diện này dành cho nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn (STP), là nhiệt độ 0 ° C (273,15 K, 32 ° F) và áp suất 1 atm.

Vật chấtTỉ trọngKhối lượng riêng
 (kg / m 3 )(m 3 / kg)
Không khí1.2250,78
Nước đá916,70,00109
Nước (lỏng)10000,00100
Nước muối10300,00097
thủy ngân135460,00007
R-22 *3,660,273
Amoniac0,7691,30
Cạc-bon đi-ô-xít1.9770,506
Clo2,9940,34
Hydro0,089911,12
Mêtan0,7171,39
Nitơ1,250,799
Hơi nước*0,8041,24

Các chất được đánh dấu bằng dấu hoa thị (*) không có ở STP.

Vì vật liệu không phải luôn ở trong điều kiện tiêu chuẩn, nên cũng có bảng cho vật liệu liệt kê các giá trị khối lượng cụ thể trong một phạm vi nhiệt độ và áp suất. Bạn có thể tìm thấy bảng chi tiết cho không khí và hơi nước.

Công dụng của khối lượng riêng

Khối lượng cụ thể thường được sử dụng nhất trong kỹ thuật và trong tính toán nhiệt động lực học cho vật lý và hóa học. Nó được sử dụng để đưa ra dự đoán về hành vi của khí khi điều kiện thay đổi.

Hãy xem xét một buồng kín có chứa một số lượng phân tử:

  • Nếu buồng mở rộng trong khi số lượng phân tử không đổi, mật độ khí giảm và khối lượng riêng tăng.
  • Nếu buồng co lại trong khi số lượng phân tử không đổi, mật độ khí tăng và khối lượng riêng giảm.
  • Nếu thể tích của buồng được giữ không đổi trong khi một số phân tử bị loại bỏ, mật độ giảm và khối lượng cụ thể tăng.
  • Nếu thể tích của buồng được giữ không đổi trong khi các phân tử mới được thêm vào, mật độ tăng và khối lượng cụ thể giảm.
  • Nếu mật độ tăng gấp đôi, khối lượng cụ thể của nó giảm một nửa.
  • Nếu khối lượng cụ thể tăng gấp đôi, mật độ giảm một nửa.

So sánh Khối lượng riêng và Trọng lượng riêng

Nếu khối lượng cụ thể của hai chất được biết đến, thông tin này có thể được sử dụng để tính toán và so sánh mật độ của chúng. So sánh mật độ mang lại giá trị trọng lực cụ thể. Một ứng dụng của trọng lực riêng là dự đoán liệu một chất sẽ nổi hay chìm khi được đặt trên một chất khác.

Ví dụ: nếu chất A có thể tích cụ thể là 0,35 cm3 / g và chất B có thể tích cụ thể 0,374 cm3 / g, lấy nghịch đảo của mỗi giá trị sẽ mang lại mật độ. Do đó, mật độ của A là 2,79 g / cm3 và mật độ của B là 2,67 g / cm3. Trọng lượng riêng, so sánh mật độ của A với B là 1,04 hoặc trọng lượng riêng của B so với A là 0,95. A đậm đặc hơn B, vì vậy A sẽ chìm vào B hoặc B sẽ nổi trên A.

Khối lượng riêng của không khí

Khối lượng riêng của không khí là khối lượng của một đơn vị thể tích của khí quyển. Nó được ký hiệu bằng chữ Hy Lạp rho,. Khối lượng riêng của không khí, hoặc độ sáng của nó, phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất của không khí. Thông thường, giá trị được đưa ra cho Khối lượng riêng không khí là ở STP (nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn).

STP biểu thị khối không khí có áp suất ở 0 độ C. Vì đây sẽ là nhiệt độ đóng băng ở mực nước biển, không khí khô ít đặc hơn so với giá trị được trích dẫn hầu hết thời gian. Tuy nhiên, không khí thường chứa rất nhiều hơi nước, sẽ làm cho nó đặc hơn giá trị trích dẫn.

Khối lượng riêng của không khí khô là 1,29 gram mỗi lít (0,07967 pound mỗi feet khối) ở 32 độ F (0 độ C) ở áp suất khí quyển mực nước biển trung bình (29,92 inch thủy ngân hoặc 760 mm).

Ở mực nước biển và ở 15 độ C, Khối lượng riêng không khí là 1.225 kg / m3. Đây là giá trị của ISA (Khí quyển tiêu chuẩn quốc tế). Trong các đơn vị khác, đây là 1225,0 g / m3, 0,0023769 sên / (cu ft) hoặc 0,0765 lb / (cu ft).

  • Theo Tiêu chuẩn IUPAC về nhiệt độ và áp suất (0 độ C và 100 kPa), giá trị của Khối lượng riêng không khí khô là 1.2754 kg / m3.
  • Ở 20 độ C và 101.325 kPa, Khối lượng riêng không khí khô là 1.2041 kg / m3.
  • Ở 70 độ F và 14.696 psi, Khối lượng riêng không khí khô là 0,074887 lbm / ft3.

Ảnh hưởng của độ cao đến Khối lượng riêng

Khối lượng riêng không khí giảm khi bạn đạt được độ cao. Ví dụ, không khí ở Denver ít đậm đặc hơn ở Miami. Khối lượng riêng không khí giảm khi bạn tăng nhiệt độ, cung cấp thể tích khí được phép thay đổi. Ví dụ, không khí sẽ được dự kiến ​​sẽ ít đậm đặc hơn vào một ngày hè nóng so với một ngày mùa đông lạnh, cung cấp các yếu tố khác vẫn như cũ. Một ví dụ khác về điều này sẽ là một khinh khí cầu bay lên bầu không khí mát mẻ hơn.

Xem thêm:

Điện trường là gì: định nghĩa, công thức tính toán và những câu hỏi liên quan

Điện trường là gì? Điện trường là một đại lượng vectơ và có thể được hình dung như mũi tên ...
Xem thêm

Tìm hiểu Hiện tượng tĩnh điện là gì: nguyên nhân và cách để được “giật điện”

Tĩnh điện là gì? Bạn đã bao giờ bị giật điện khi chạm vào tay nắm cửa, hoặc thấy tóc ...
Xem thêm

Quán tính là gì và định luật chuyển động

Quán tính là gì? Quán tính là tên của xu hướng của một vật thể đang chuyển động để duy ...
Xem thêm

Giao thoa sóng là gì? So sánh sự nhiễu xạ và nguyên lý chồng chất trong vật lý

Giao thoa sóng là gì? Trong vật lý, giao thoa là một hiện tượng trong đó hai sóng chồng lên ...
Xem thêm

Trọng lực lượng tử: định nghĩa, giả thích và con đường gian nan chứng minh sự tồn tại

Định nghĩa trọng lực lượng tử Trọng lực lượng tử là một thuật ngữ tổng thể cho các lý thuyết ...
Xem thêm

Xung lực là gì?

Định nghĩa xung lực Lực được áp dụng theo thời gian tạo ra một xung lực, một sự thay đổi ...
Xem thêm
Back to top button
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker