Что такое удельный вес жидкости

Уде́льный вес — физическая величина, которая определяется как отношение веса вещества P к занимаемому им объёму V, то есть, удельный вес численно равен: γ = P V <displaystyle gamma =<frac

>> [1] .

В любой системе единиц удельный вес равен произведению плотности вещества на ускорение свободного падения [2] . В Международной системе единиц (СИ) удельный вес вещества измеряется в Н/м³; в системе СГС — в дин/см³ и в системе МКГСС — в кгс/м³.

Иногда удельный вес путают с плотностью, численное значение которой в единицах СИ совпадает с численным значением удельного веса, выраженного в единицах системы МКГСС [2] . Это смешение аналогично тому, которое касается смешения значений терминов вес и масса. Такое смешение представляет собой либо просто ошибку, либо нестрогое (по сравнению с научным) словоупотребление в быту или в областях хозяйственной деятельности, в которых различие этих понятий неважно (а именно на Земле, то есть при условии приблизительно постоянного g <displaystyle g> , и при небольших ускорениях, то есть настолько малых, чтобы их влиянием на вес можно было пренебречь).

В отдельных случаях удельным весом называют безразмерное число, которое показывает, во сколько раз вещество тяжелее воды такого же объема при 4 °C (относительная плотность).

Плотность жидкости , так же как любых других тел, представляет собой массу единицы объёма, и для бесконечно малого объёма жидкости dV массой dM может быть определена по формуле:

Для однородных жидкостей можно считать, что

где M – масса жидкости,

Плотность жидкости зависит от температуры и давления. Все жидкости, кроме воды, характеризуются уменьшением плотности с ростом температуры. Плотность воды имеет максимум приt = 4 о C и уменьшается при любых других температурах. В этом проявляется одно из аномальных свойств воды. Температура, при которой плотность воды максимальная, с увеличением давления уменьшается. Так, при давлении 14 МПа вода имеет максимальную плотность при 0,6 о C.

Плотность пресной воды равна 1000 кг/м 3 , солёной морской воды — 1020 ÷ 1030, нефти и нефтепродуктов – 650 ÷ 900 кг/м 3 , ртути – 13596 кг/м 3 .

При изменении давления плотность жидкостей изменяется незначительно. В большинстве случаев плотность жидкости в расчётах можно принимать постоянной. Однако встречаются случаи, когда изменением плотности пренебрегать нельзя, т.к. это может привести к значительным ошибкам.

Удельный вес

Удельным весом жидкости — называется вес единицы её объёма. Эта величина выражается формулой для бесконечно малого объёма жидкости dV с весом dG:

Для однородных жидкостей можно считать:

,

где G – вес жидкости.

Удельный вес жидкости и плотность связаны соотношением:

,

где g – ускорение свободного падения.

Значение ускорения свободного падения g на земле изменяется от 9,831 м/с 2 на полюсах до 9,781 м/с 2 на экваторе.

Относительный удельный вес

Иногда удобно использовать такую характеристику жидкости, которая называется «относительный удельный вес». Это отношение удельного веса жидкости к удельному весу пресной воды

Единицы измерения: Относительный удельный вес — величина безразмерная.

Сжимаемость жидкости

Сжимаемость жидкости это свойство жидкостей изменять свой объём при изменении давления.

Сжимаемость характеризуетсякоэффициентом объёмного сжатия (сжимаемости) β_P, представляющим собой относительное изменение объёма жидкости V при изменении давления P на единицу.

Знак минус в формуле указывает, что при увеличении давления объём жидкости уменьшается.

Отсутствие знака минус в этом выражении означает, что увеличение давления приводит к увеличению плотности.

Величина, обратная коэффициенту сжимаемости, или, по-другому, коэффициенту объёмного сжатия , обозначается

и называется объёмным модулем упругости жидкости.

Тогда предыдущая формула примет вид

.

Это выражение называется законом Гука для жидкости.

Модуль упругостиЕ_ж зависит от температуры и давления. Поэтому различают два модуля упругости: адиабатический и изотермический. Первый имеет место при быстротекущих процессах без теплообмена. Процессы, происходящие в большинстве гидросистем, происходят с теплообменом, поэтому чаще используется изотермический модуль упругости. Примерная форма зависимостей E_ж от P и t представлена на графиках. Всё это говорит о том, что жидкости не вполне точно следуют закону Гука.

Приведём несколько примеров значений модулей упругости.

Минеральные масла, используемые в технологических машинах с гидравлическим приводом, при t = 20 о C имеют объёмные модули упругости 1,35·10 3 ÷ 1,75·10 3 МПа (меньшее значение относится к более легкому маслу), бензин и керосин – приблизительно 1,3·10 3 МПа, глицерин — 4,4·10 3 МПа, ртуть – в среднем 3,2·10 3 МПа.

В практике эксплуатации гидравлических систем имеются случаи, когда вследствие действия того или иного возмущения в жидкости может значительно изменяться давление. В таких случаях пренебрежение сжимаемостью приводит к существенным погрешностям.

Важнейшим физическим свойством жидкости, определяющим её концентрацию в пространстве, является плотность жидкости. Под плотностью жидкости понимается масса единицы объёма жидкости:

,(10.1)

где: М — масса жидкости,

V — объём, занимаемый жидкостью.

Величины плотности реальных жидкостей в стандартных условиях изменяются в системе единиц СИ в широких пределах от 700 кг/м 3 до
1800 кг/м 3 (в системе СГС от 0,7 г/см 3 до 1,8 г/см 3 ), а плотность ртути достигает 13550 кг/м 3 , плотность чистой воды составляет 998 кг/м 3 .

Удельный вес γ — вес жидкости в единице объема:

(10.2)

где G — вес жидкости.

Единицы измерения γ в системе СГС — дин/см 3 , в системе МКГСС — кгс/м 3 , а в системе СИ — Н/м 3 . Удельный вес чистой воды составляет
9810 н/м 3 .

Удельный вес и плотность связаны между собой зависимостью γ=ρ·g, где g — ускорение свободного падения.

На практике величина плотности жидкости определяется с помощью простейшего прибора — ареометра. По глубине погружения прибора в жидкость судят о её плотности.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 8624 — | 7077 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно