Ειδικό Βάρος Νερού

Το ειδικό βάρος του νερού ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία, ωστόσο, στους 4 βαθμούς Κελσίου το ειδικό βάρος του νερού είναι 1.

Μερικοί άνθρωποι αναρωτιούνται γιατί κάποια αντικείμενα επιπλέουν στο νερό ενώ άλλα βυθίζονται. Το ειδικό βάρος του νερού είναι ένα αρκετά περίπλοκο ζήτημα και ένας από τους καλύτερους τρόπους για να το καταλάβετε είναι να κάνετε απολογισμό ορισμένων από τα αντικείμενα που επιπλέουν και εκείνων που βυθίζονται.

Η άνωση είναι η κύρια αρχή που πρέπει να κατανοήσουμε σε οποιαδήποτε προσέγγιση του γιατί ορισμένα αντικείμενα επιπλέουν ενώ άλλα όχι. Το πρώτο άτομο που κατάλαβε τη σημασία της άνωσης ήταν ο Έλληνας μαθηματικός και εφευρέτης Αρχιμήδης των Συρακουσών (περ. 287 – 212 π.Χ.).

Του πιστώνεται ότι ανακάλυψε μια μέθοδο για τον προσδιορισμό του όγκου των αντικειμένων που είχαν ακανόνιστο σχήμα. Αυτό είναι αυτό που τώρα αναφέραμε ως Αρχή του Αρχιμήδη. Σύμφωνα με αυτήν την αρχή, αυτό που σημαδεύει κάθε αντικείμενο είναι η δύναμη που ισούται με το βάρος του νερού (ή του υγρού) που έχει εκτοπιστεί από αυτό.

Ειδικό Βάρος

Το όνομα της δύναμης που καθορίζει εάν ένα αντικείμενο θα βυθιστεί ή θα επιπλέει στο νερό είναι γνωστό ως ειδικό βάρος.

Ο τύπος για το ειδικό βάρος ορίζει ότι εάν το ειδικό βάρος ενός στερεού αντικειμένου ή ενός υγρού είναι μεγαλύτερο από ένα, τότε το εν λόγω αντικείμενο ή υγρό θα βυθιστεί. Εάν, ωστόσο, το ειδικό βάρος είναι μικρότερο από ένα, τότε το εν λόγω αντικείμενο ή υγρό θα επιπλέει.

Πώς υπολογίζεται το ειδικό βάρος;

Τα δύο πράγματα που πρέπει να γνωρίζετε για να μπορέσετε να υπολογίσετε το ειδικό βάρος είναι η πυκνότητα του στερεού αντικειμένου ή υγρού και η πυκνότητα του νερού. Για να υπολογίσετε την πυκνότητά τους σε Τυπική θερμοκρασία και πίεση (STP), θα χρειαστεί να διαιρέσετε τη μάζα και τον όγκο.

Η τυπική θερμοκρασία είναι 4 βαθμοί Κελσίου (39 βαθμοί Φαρενάιτ). Η τυπική πίεση είναι 760.000 mmHg (χιλιοστά υδραργύρου). Στον υπολογισμό ειδικού βάρους, η πυκνότητα εκφράζεται με το ελληνικό σύμβολο ρ που προφέρεται rho. Πρέπει να εξοικειωθείτε με όλους αυτούς τους όρους και τις έννοιες πριν αρχίσετε να καταλαβαίνετε τι είναι το ειδικό βάρος, πόσο μάλλον πώς να το υπολογίσετε. Αυτό στην πραγματικότητα δεν διαφέρει από οποιαδήποτε άλλη επιστημονική αναζήτηση. Κάθε επιστήμη έχει τη δική της συγκεκριμένη ορολογία. Ο μόνος τρόπος προσέγγισης της επιστήμης είναι πρώτα να εξοικειωθείτε με όλη την εξειδικευμένη ορολογία.

Στην Τυπική θερμοκρασία και πίεση, η πυκνότητα του νερού υπολογίζεται διαιρώντας τη μάζα του νερού με τον όγκο της πυκνότητας νερού του νερού, που ισούται με 1/1 πυκνότητα νερού, που ισούται με 1 γραμμάριο/cm σε κυβισμό.

Ακολουθεί ο τύπος για τον υπολογισμό του ειδικού βάρους: SG =(ρ αντικείμενο ή υγρό)/ ρ νερό.

Ο τύπος θα μπορούσε να ξαναγραφτεί εάν έχετε ήδη το ειδικό βάρος ενός στερεού αντικειμένου ή υγρού και αυτό που πρέπει να υπολογίσετε είναι η πυκνότητά τους. Σε αυτήν την περίπτωση, ο τύπος θα ήταν ο ακόλουθος:SG x ρ νερό =ρ  αντικείμενο ή υγρό.

Όποια μονάδα μέτρησης και να χρησιμοποιήσετε στους υπολογισμούς σας είναι καλή, αρκεί να είστε συνεπείς και να χρησιμοποιείτε την ίδια μονάδα μέτρησης για την πυκνότητα του νερού και την πυκνότητα του εν λόγω αντικειμένου ή υγρού. Το μόνο πράγμα που πρέπει να διασφαλίσετε είναι ότι είστε συνεπείς στους υπολογισμούς σας, χρησιμοποιώντας πάντα την ίδια μονάδα μέτρησης.

Ποιες είναι οι επιπτώσεις του ειδικού βάρους;

Το ειδικό βάρος είναι το αποτέλεσμα της σύγκρισης της πυκνότητας ενός αντικειμένου ή υγρού με την πυκνότητα του νερού. Αλλά το αντικείμενο ή το υγρό και το νερό πρέπει να βρίσκονται στην ακριβή πίεση και την ακριβή θερμοκρασία.

Αυτό είναι σημαντικό γιατί τυχόν αλλαγές στη θερμοκρασία και την πίεση θα επηρεάσουν την πυκνότητα των στερεών αντικειμένων και υγρών. Και οποιεσδήποτε αλλαγές στην πυκνότητα στερεών αντικειμένων και υγρών θα έχουν επίσης επίδραση στο ειδικό τους βάρος.

Έτσι, αυτό σημαίνει ότι το ειδικό βάρος οποιασδήποτε ουσίας (και αυτό περιλαμβάνει το νερό) αλλάζει ανάλογα με την πίεση και τη θερμοκρασία. Πρέπει να ελέγχετε ή να ρυθμίζετε τις εξωτερικές επιρροές για να αποφύγετε τυχόν αλλαγές στο ειδικό βάρος.

Είναι το Ειδικό Βάρος ο μόνος τρόπος σύγκρισης της πυκνότητας δύο διαφορετικών ουσιών;

Όταν πρόκειται για τον υπολογισμό της διαφοράς πυκνότητας μεταξύ δύο διαφορετικών ουσιών, υπάρχουν δύο επιστημονικές προσεγγίσεις. Ένα από αυτά είναι το ειδικό βάρος που έχουμε ήδη συζητήσει. Το άλλο είναι η σχετική πυκνότητα.

Λοιπόν, πώς υπολογίζεται η σχετική πυκνότητα;

Ο τρόπος υπολογισμού της σχετικής πυκνότητας είναι διαιρώντας την πυκνότητα και των δύο ουσιών. Διαιρείτε την πυκνότητα της ουσίας με αριθμό 1 με την πυκνότητα της ουσίας με αριθμό 2.  Σε αυτόν τον τύπο, η ουσία που συνήθως λαμβάνεται ως αναφορά. Τα αποτελέσματα αυτού του υπολογισμού θα μας πουν εάν οι δύο εν λόγω ουσίες έχουν την ίδια ή διαφορετική μάζα. Εάν, για παράδειγμα, το αποτέλεσμα της διαίρεσης και των δύο πυκνοτήτων είναι ένα, τότε αυτό θα σήμαινε ότι και οι δύο ουσίες έχουν ίσες πυκνότητες. Και θα σήμαινε επίσης ότι εάν λαμβάνετε ίσους όγκους από αυτές τις δύο ουσίες, και οι δύο θα έχουν επίσης την ίδια ακριβώς μάζα.

Σε αντίθεση με τη δημοφιλή πεποίθηση, η επιστήμη μας δείχνει ότι εάν ένα στερεό αντικείμενο ή υγρό θα επιπλέει ή θα βυθιστεί δεν σχετίζεται απαραίτητα με το υλικό από το οποίο είναι κατασκευασμένο. Είναι ακριβώς κάτω από την πυκνότητα τόσο του αντικειμένου ή του υγρού όσο και του νερού που χρησιμοποιείτε. Οποιοσδήποτε έχει πρόσβαση στις σωστές πληροφορίες σχετικά με το εν λόγω αντικείμενο και την ποσότητα νερού θα μπορούσε να υπολογίσει την πυκνότητά του και, επομένως, να καθορίσει εάν το αντικείμενο ή το υγρό θα βυθιστεί ή θα επιπλέει, αρκεί να μπορεί επίσης να ελέγξει τη θερμοκρασία και την πυκνότητα.

Είτε επιλέξετε να χρησιμοποιήσετε ειδικό βάρος είτε σχετική πυκνότητα, θα πρέπει να μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το αποτέλεσμα του υπολογισμού για να προσδιορίσετε εάν ένα συγκεκριμένο αντικείμενο ή υγρό θα επιπλέει στο νερό ή θα βυθιστεί.