Объёмная плотность (англ. bulk density ) — широко используемый термин в различных областях науки для обозначения плотности распределения тех или иных физических величин в единице пространства.
Содержание
Примеры использования термина
В механике сплошных сред обозначает плотность смеси или совокупности веществ с неоднородным составом элементов, вещества могут находиться в любом из трех агрегатных состояний. При одинаковых условиях окружающей среды данная характеристика является переменной величиной при изменении химических соединений составляющих элементов. Аналогичное определение осредненной плотности небесных тел в астрономии дается исходя из соотношения массы тела и его объема. При этом, как правило, составляющий тело материал имеет в значительной степени неоднородный химический состав, находится при сильно различающихся температуре, давлении и может находиться в любом из агрегатных состояний, включая плазму, а для релятивистских объектов может в основном состоять из нейтронного, кваркового или преонного вещества. В случае однородного состава элементов, то есть в случае очищенного от примесей химического вещества, все части которого находятся при одинаковых температуре и давлении, данная характеристика совпадает с обыкновенной плотностью.
В теориях поля идентичный термин объёмной плотности (заряда) дается с помощью теоремы Гаусса, также существует определение плотности энергии и другие аналогичные определения.
Плотность твердых веществ
В случае твердых веществ с неоднородным составом или жидкостей, которые содержат взвешенные твердые частицы, на значение объемной плотности также оказывает влияние пористость структуры, нарушение молекулярной и структурной целостности твердых материалов.
Плотность почвы
Основное агрофизическое свойство почвы. Определяет сопротивление прониканию в почву как сельскохозяйственных орудий так и корней растений. Таким образом, косвенно влияет на урожай. Плотность почвы важно знать не только в сельском хозяйстве.
Рассчитывается плотность почвы как отношение массы образца к его объёму. Это классическая формула для бурового метода определения плотности почвы. Исключение составляют каменистые почвы. для них плотность определяют методом Зайдельмана
Плотность сыпучих веществ
Для сыпучих строительных материалов, таких как, например, песок, плотность изменяется в зависимости от степени уплотнения: одно и то же количество песка может занимать разный объем. В своем естественном неуплотненном состоянии сыпучие материалы обладают насыпной плотностью.
Насыпная плотность сыпучего строительного материала – это его плотность в неуплотненном состоянии. Она учитывает не только объем самих частиц материала (песчинок или отдельных камней гравия), но и пространство между ними, таким образом насыпная плотность меньше обычной. При уплотнении сыпучего материала, его плотность становится больше и перестает быть насыпной. Цемент в мешке, отвал щебня, или шесть кубов песка в кузове грузовика – все они находятся в неуплотненном состоянии и имеют свою насыпную плотность. Насыпная плотность необходима для того, чтобы связывать объем и массу сыпучих материалов, так как цены на них могут указываться, как за тонну, так и за кубометр. Точно так же количество этих материалов, например, их пропорции для приготовления бетона, могут понадобиться и в тоннах, и в кубометрах.
Насыпные плотности основных строительных материалов.
Статья находится на проверке у методистов Skysmart. Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат (в правом нижнем углу экрана).
Масса
Начнем с самого сложного — с массы. Казалось бы, это понятие мы слышим с самого детства, примерно знаем, сколько в нас килограмм, и ничего сложного здесь быть не может. На самом деле, все сложнее.
В Международном бюро мер и весов в Париже есть цилиндр массой один килограмм. Материал этого цилиндра — сплав иридия и платины. Его масса равна одному килограмму, и этот цилиндр — эталон для всего мира.
Высота этого цилиндра приблизительно равна 4 см, но чтобы его поднять, нужно приложить немалую силу. Необходимость эту силу прикладывать обуславливается инерцией тел и математически записывается через второй закон Ньютона.
Второй закон Ньютона
F = ma
В этом законе массу можно считать неким коэффициентом, который связывает ускорение и силу. Также масса важна при расчете силы тяготения. Она является мерой гравитации: именно благодаря ей тела притягиваются друг к другу.
Закон Всемирного тяготения
F = GMm/R2
M — масса первого тела (часто планеты) [кг]
m — масса второго тела [кг]
R — расстояние между телами [м]
G — гравитационная постоянная
G = 6.67 × 10-11 м3 кг-1 с-2
Когда мы встаем на весы, стрелка отклоняется. Это происходит потому, что масса Земли очень большая, и сила тяготения буквально придавливает нас к поверхности. На более легкой Луне человек весит меньше в шесть раз. Когда думаешь об этом, хочется взвешиваться исключительно на Луне🙃
Откуда берется масса
Физики убеждены, что у элементарных частиц должна быть масса. Доказано, что у электрона, например, масса есть. В противном случае они не могли бы образовать атомы и всю видимую материю.
Вселенная без массы представляла бы собой хаос из различных излучений, двигающихся со скоростью света. Не существовало бы ни галактик, ни звезд, ни планет. Здорово, что это не так, и у элементарных частиц есть масса. Только вот пока непонятно, откуда эта масса у них берется.
Мужчину на этой фотографии зовут Питер Хиггс. Ему мы обязаны за предположение, экспериментально доказанное в 2012 году, что массу всех частиц создает некий бозон.
Бозон Хиггса невозможно представить. Это точно не частица в форме шарика, как обычно рисуют электрон в учебнике. Представьте, что вы бежите по песку. Бежать ощутимо сложно, как будто бы увеличилась масса. Частицы пробираются в поле Хиггса и получают таким образом массу.
Объем тела
Объем — это физическая величина, которая показывает, сколько пространства занимает тело. Это важный навык — уметь объемы соотносить. Например, чтобы посчитать, сколько пластиковых шариков помещается в гигантский бассейн.
Например, чтобы рассчитать объем прямоугольного параллелепипеда, нам нужно перемножить три его параметра.
Формула объема параллелепипеда
V = a*b*c
А для цилиндра будет справедлива такая формула:
Формула объема цилиндра
V = S*h
S — площадь основания [м^2]
Плотность вещества
Плотность — скалярная физическая величина. Определяется как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму.
Формула плотности вещества
р — плотность вещества [кг/м^3]
m — масса вещества [кг]
V — объем вещества [м^3]
Плотность зависит от температуры, агрегатного состояния вещества и внешнего давления. Обычно если давление увеличивается, то молекулы вещества утрамбовываются плотнее — следовательно, плотность больше. А рост температуры, как правило, приводит к увеличению расстояний между молекулами вещества — плотность понижается.
Ниже представлены значения плотностей для разных веществ. В дальнейшем это поможет при решении задач.
Объемная плотность ( насыпной вес), определяемая отношением общего веса слоя к его объему, зависит от способа загрузки сыпучего материала в емкость. При увеличении количества материала, подаваемого в единицу времени на единицу поверхности слоя, насыпной вес обычно уменьшается. [1]
Объемная плотность / ( то, t) электромагнитных сил в уравнении ( 1) пропорциональна векторному произведению вектора плотности тока j на вектор магнитной индукции В. [3]
Объемная плотность более 1 55 г / см3 может быть получена пропиткой графита каменноугольным пеком или смолой. [6]
Объемная плотность в уплотненном состоянии определяется следующим образом: материал, насыпаемый в мерный сосуд порциями, уплотняется постукиванием сосуда о твердую поверхность до постоянного объема. Определение производится три раза. [8]
Объемная плотность w, потенциальной энергии тела при растяжении ( сжатии) определяется удельной работой Лупр по преодолению упругих сил, рассчитанной на единицу объема тела. [9]
Объемная плотность Т характеризирует трещиноватость с определенной геометрией пласта. Очевидно, поверхностная плотность Р зависит от ориентации площади измерения ( рис. 2.1, линия 2) относительно направления трещин ( линия 1), а их плотность Г характеризирует только выделенную систему трещин. [10]
Объемная плотность Т характеризует трещинова-тость с любой геометрией пласта. Очевидно, поверхностная плотность Р зависит от ориентации площади измерения ( рис. 1.17, линия 2) относительно направления трещин ( рис. 1.17, линия /), а густота Г их характеризует только выделенную систему трещин. [11]
Объемная плотность пересчитывается в пористость. [12]
Послойная объемная плотность вычисляется по удельному количеству и толщине слоя. [13]
Объемная плотность ру ПВХ практически равна плотности частиц сухого продукта. [15]
Смотреть что такое «Объемная плотность вещества (материала)» в других словарях:
Объёмная плотность — Плотности энергии разных веществ в МДж/л. У этого термина существуют и другие значения, см. Плотность (значения). О … Википедия
кажущаяся плотность — 2.5. кажущаяся плотность: Отношение массы сухого материала к общему объему. Источник: ГОСТ 28874 2004: Огнеупоры. Классификация оригинал документа 8. Кажущаяся плотность отношение массы порошка к занимаемому им объему ( … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ПБЯ 06-00-96: Основные отраслевые правила ядерной безопасности при использовании, переработке, хранении и транспортировании ядерноопасных делящихся материалов — Терминология ПБЯ 06 00 96: Основные отраслевые правила ядерной безопасности при использовании, переработке, хранении и транспортировании ядерноопасных делящихся материалов: 2.10. Атомная (ядерная) концентрация число атомов (ядер) элемента в 1… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Строительные материалы — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей … Википедия
ГОСТ Р 53636-2009: Целлюлоза, бумага, картон. Термины и определения — Терминология ГОСТ Р 53636 2009: Целлюлоза, бумага, картон. Термины и определения оригинал документа: 3.4.49 абсолютно сухая масса: Масса бумаги, картона или целлюлозы после высушивания при температуре (105 ± 2) °С до постоянной массы в условиях,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ Р 52002-2003: Электротехника. Термины и определения основных понятий — Терминология ГОСТ Р 52002 2003: Электротехника. Термины и определения основных понятий оригинал документа: 128 (идеальный электрический) ключ Элемент электрической цепи, электрическое сопротивление которого принимает нулевое либо бесконечно… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 13699-91: Запись и воспроизведение информации. Термины и определения — Терминология ГОСТ 13699 91: Запись и воспроизведение информации. Термины и определения оригинал документа: 241 (воспроизводящая) игла: Игла, следующая по канавке записи механической сигналограммы с целью воспроизведения информации Определения… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
массовая — а) массовая Масса загрязняющего вещества, содержащаяся в единили объема газа или воздуха, приведенная к стандартным условиям. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ОДМ 218.3.022-2012: Методические рекомендации по определению физико-механических свойств асфальтобетонов из горячих смесей, гармонизированных с европейскими нормами — Терминология ОДМ 218.3.022 2012: Методические рекомендации по определению физико механических свойств асфальтобетонов из горячих смесей, гармонизированных с европейскими нормами: 3.16 ITSR: Косвенное (непрямое) отношение прочности на разрыв,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
1. Плотность материалов: истинная, средняя, насыпная, относительная. Методики определения плотности. Зависимость свойств материалов от их плотности.
Удельный и объемный вес
Плотность, удельный и объемный вес [c.180] Различие между удельным весом, плотностью и объемным весом заключается в том, что удельный вес выражается отношением веса максимально уплотненного материала к его объему, а объемный вес— отношением веса материала к его объему со всеми порами, газовоздушными включениями, трещинами и т.д. У абсолютно плотных тел величины удельного и объемного веса совпадают. [c.181]
Существует несколько методов определения удельного и объемного весов. [c.80]
Требования к песку, применяемому для производства силикатного кирпича, несколько отличаются от требований к песку, применяемому для строительных растворов и бетонов. Оценка качества песка и установления его пригодности для производства силикатного кирпича производится по химическому и минералогическому и зерновому составу, по цвету песка, по содержанию глинистых веществ, удельному и объемному весу песка в рыхлом и в уплотненном состоянии, по форме и характеру поверхности песчинок. [c.434]
Плотность материалов связана с объемом пор, выраженным в процентах от объема материала, т. е. с пористостью. Чем больше пористость, тем меньше плотность. Пористость материала можно выразить численной величиной через удельный и объемный веса данного материала. Возьмем 100 объемных единиц какого-либо пористого материала. Обозначим через йо его объемный вес, через й удельный вес плотного вещества, из которого состоит пористый материал, и через Р пористость материала. Тогда весовое количество плотного вещества, содержащегося в 100 объемных единицах пористого материала, можно выразить уравнением [c.24]
С помощью химических показателей устанавливают химический состав материалов и изделий и их отношение к действию некоторых химических реагентов, связанному с условиями использования этих материалов и изделий. Например, при оценке малярных пигментов и красок нужно знать их химический состав. чтобы правильно судить о их назначении — отношению к действию щелочей, кислот и т. п, С помощью физических показателей определяют нормативы выше разобранных физических свойств — удельного и объемного весов, влажности, термических, оптических, механических и других свойств (см. стр. 23). [c.84]
Часто определяют физические и водные свойства почвы влажность, удельный и объемный вес, скважность. Эти показатели необходимы для вычисления запаса влаги в почве, дефицита ее, установления поливных норм. [c.467]
Для непористых материалов величины удельного и объемного весов совпадают. [c.174]
Плотными материалами называются такие, у которых удельный и объемный веса одинаковы. [c.57]
Вес и объем продуктов. В холодильной технологии имеют значение удельный и объемный вес и удельный объем. [c.17]
Часто оцределяют физические и водные свойства почвы влажность, удельный и объемный вес, скважность. По этим показателям вычисляют запас влаги в почве, дефицит ее, устанавливают поливные нормы. [c.477]
Основными свойствами материалов, применяемых для производства антикоррозийных работ, являются удельный и объемный вес, пористость, водопоглощение, проницаемость, механическая прочность, хрупкость, пластичность, морозостойкость, термостойкость и, что является главнейшим качеством материала, химическая стойкость (кислотоупорность). [c.23]
Плотность и пористость. Плотными материалами называют такие, у которых удельные и объемные веса одинаковы. К их числу относятся пластические массы, стеклянные и диабазовые плитки и некоторые другие. Большинство химически стойких материалов в той или иной степени содержит пустоты, и поэтому их называют пористыми материалами. Для [c.24]
Удельный и объемный веса и пористость. Объемным весом сухого материала называется отиошение веса материала, высушенного до постоянного веса, [c.90]
Наряду с составом, размерностью кусков при определении достоинства сырья важны и другие его свойства, например твердость, удельный и объемный вес, теплопроводность, вязкость и др. Все перечисленные свойства определяют разработку схем, технологию процесса и конструирование аппаратов. [c.26]
Удельный и объемный вес ядохимикатов, используемых на авиационно-химических работах [c.183]
Для того чтобы пользоваться формулой (И, 73), нужно знать средний диаметр пор h и число пор на единицу площади N. Для вычисления этих двух неизвестных величин можно воспользоваться любыми двумя легко доступными экспериментальному определению и связанными с ними величинами. В качестве последних можно взять либо газопроницаемость и полную поверхность (определенную из адсорбционных измерений), либо газопроницаемость и пористость (определенную по соотношению между удельным и объемным весом). [c.100]
Величину общей скважности обычно вычисляют по соотношению удельного и объемного весов почвы. Если обозначить через О удельный, а через с1 об1 емный вес почвы, то отношение даст объем, занимаемый твердыми частицами в единице объема почвы. Разность между единицей и объемом, занимаемым твердыми частицами почвы, [c.160]
Плотными материалами называют такие, у которых удельный и объемный вес одинаковы. Большинство химически стойких материалов содержат в себе пустоты, т. е. являются пористыми. Для определения пористости материала вначале определяют его плотность (объемный вес делят на удельный) и выражают ее в процентах. Полученную величину вычитают из показателя абсолютной плотности материала, принятой за 100. Более плотный материал обладает незначительной проницаемостью по сравнению с пористыми материалами. [c.26]
В силикатных материалах часто не все поры открыты. Объем закрытых пор опытным путем установить невозможно. Поэтому истинную пористость материала (Яист.) вычисляют из значений его удельного и объемного весов [c.325]
Разумеется, для технологии имеют значение не только состав и размеры кусков сырья, но и другие физические свойства твердость, удельный и объемный вес, вязкость, теплопроводность и др. Эти свойства нередко играют весьма большую роль при выборе схемы технологического процесса и конструировании соответствующей аппаратуры. [c.93]
Плотность минералов и горных пород.
Плотность и пористость физических тел
Плотность – это свойство вещества, характеризующиеся отношением его массы m к занимаемому объему V:
Плотность горных пород является параметром, который определяет гравитационное поле (Федынский В.В., 1967):
Таким образом, потенциал U
является ньютоновским потенциалом притяжения объемных масс, G – гравитационная постоянная, r – расстояние от точки измерения до гравитирующего объекта объемом V , отличающегося по плотности от вмещающей среды на величину σ .
Знание плотности необходимо при проведении гравиразведки, сейсморазведки, ядерных и других геофизических методов.
Единицей измерения плотности в системе СГС является г/см3, в СИ – кг/м3. В полевой геофизике плотность обычно обозначается «σ», и используют единицу измерения г/см3.
Так как горные породы трехфазые системы, то плотность определяется как отношение массы горной породы (минерала) к объему породы (минерала), т.е. отношение массы твердой, жидкой и газовой фаз к его объему:
— масса образца породы, состоящей из массы твердой mтв , жидкости mж и газа mг . Объем образца V складывается из объема твердой Vтв , жидкой Vж и газовой Vг фаз.
Отношение твердой фазы породы к занимаемому объему твердой фазы называется минеральной плотностью
Пористость горной породы определяется совокупностью пустот в минеральном скелете породы и обозначается как «n
Отношение объема пор Vп
ко всему объему образца V называется коэффициентом общей пористости:
Единицей измерения пористости и коэффициента пористости являются проценты (%).
С плотностью связано понятие удельного веса. Однако в отличие от плотности удельный вес не является физико-химической характеристикой вещества, так как зависит от места измерения. Определяется как отношение веса горной породы (P)
где g – ускорение свободного падения в данной местности. Плотность равна удельному весу вещества на ширине 45° на уровне моря.
Плотность твердых химических элементов изменяется в пределах 0,5 – 22,5 г/см3. Наименьшую плотность имеет литий – 0,53 г/см3 и калий 0,86 г/см3, наибольшую – иридий 22,5 г/см3.
Плотность минералов
Плотность минералов определяется массой составляющих их химических элементов и строением электронных оболочек атомов этих элементов.
Плотность минералов тем выше, чем больше они содержат атомов с повышенной относительной атомной массой и чем меньше их атомные (ионные) радиусы. С уменьшением атомных радиусов плотность упаковки атомов в единице объема возрастает.
Большинство породообразующих минералов имеют ионную или ковалентную форму кристаллической связи.
Породообразующие минералы характеризуются большим разнообразием структур и габитусов кристаллов. Повышение плотности обуславливается главным образом увеличением упаковки атомов в кристаллической решетке.
Примерами взаимосвязи между плотностью и структурой минералов могут служить любые полиморфные модификации: алмаз (плотность 3,51 г/см3) и графит (2,23 г/см3), пирит (2,013 г/см3) и марказит (4,875 г/см3), низкотемпературный α- кварц (2,65 г/см3) и высокотемпературный β- кварц (2,51 г/см3). Для многих породообразующих и особенно рудных минералов типичны микропримеси. Эти включения незначительно сказываются на плотности минералов (менее 0,01 г/см3).
Плотность, определенная для большинства минералов, изменяется от 0,98 г/см3 (лед) до 22,5 г/см3 (группа осмистого иридия – невьянскит, сысертскит).
Минералы классифицируются на плотные (>4 г/см3), средние (от 2,5 до 4 г/см3) и малой плотности ( Читайте также: Плитка цокольная облицовочная. Купить плитку для фасада, фундамента и цоколя по низкой цене
· у основных (44-53%) пород 2,8 – 3 г/см3;
По условиям происхождения различают пористость первичную (сингенетичную) и вторичную (эпигенетичную). Первичная пористость возникает в процессе формирования породы. Вторичная пористость в горных породах (каверны, трещины, каналы) возникают в результате перекристаллизации элементов, составляющих породу, растворения и выщелачивания отдельных минералов и цемента, уплотнения и разуплотнения при воздействии тектонических сил, физического выветривания.
Минеральная плотность большинства осадочных пород изменяется в пределах 2,56-2,88 г/см3, т.е. относительное изменение составляет примерно 15 %. Влияние минеральной плотности проявляется лишь в породах с низкой пористостью. Для осадочных пород характерна высокая пористость, достигающая 30-40%.
Таким образом, плотность осадочных пород в значительной мере определяется их пористостью. В общем случае диапазон изменения плотности осадочных пород составляет 1,2-3 г/см3. Наиболее характерные значения находятся в пределах 1,5-2,8 г/см3.
Вторым существенным фактором, влияющим на плотность пород, является глубина залегания. Наибольшей способностью к уплотнению обладают глины. В свежеотложенных глинистых осадках пористость составляет 80%, а плотность уменьшается на 35-40%, а плотность возрастает до 1,8-2,08 г/см3. При значительных нагрузках и мощности толщи перекрывающих пород около 3 км плотность аргиллитов может составлять 2,4-2,5 г/см3. Дальнейшее уплотнение возможно лишь при перекристаллизации частиц, наблюдаемой в глинистых сланцах.
Пески и песчанки, в отличие от глин, более резко реагируют на гравитационное уплотнение. Хорошо отсортированный песок на дне водоема может иметь пористость около 40%. На глубинах 1-1,5 км пористость песка под действием нагрузки вышележащих толщ уменьшаться до 6-10% за счет перегруппировки и дробления зерен. Резкое уплотнение песчаников происходит преимущественно при небольших нагрузках. На глубинах 1-2 км их плотность достигает значений 2,4-2,6 г/см3.
Что есть плотность
В первом приближении определение плотности кажется простым и понятным: плотность есть скалярная физическая величина (характеристика вещества), задаваемая как отношение собственной массы тела к общему объёму, этим телом занимаемому. Однако намётанный глаз сразу подметит «скользкое» место, а именно: о каком именно состоянии тела идёт речь, насколько оно однородно? Действительно, газ или жидкость (с некоторыми ограничениями) — тела в бытовом понимании по сути своей изотропные (то есть с характеристиками, одинаковыми в пределах интересующего физического объёма и не зависящими от выбранного направления в этом объёме), однако как быть с твёрдыми телами?
В предельном случае это можно продемонстрировать на твёрдом сыпучем материале, где в одном общем объёме находятся и частички самого материала, и пустоты между ними (хорошо учившие физику в школе попутно возразят, что примерно такую же картину можно получить и с газами/жидкостями, если начать «дробить» их до молекулярного/атомного уровня). Поэтому вышеприведённое определение подразумевает среднюю (иначе — усреднённую) характеристику тела для выбранного характеристического размера, а для сыпучих тел отдельно вводятся понятия «истинной плотности» (усреднённая характеристика, рассчитываемая только по фактическому объёму самих частиц) и «насыпной плотности» (расчётная характеристика для сыпучего материала с учётом всех его пустот — но без дополнительного уплотнения).
Определение плотности щебня
Среди инертных материалов гранитный щебень до сих пор сохраняет лидирующие позиции.
Таблица характеристик щебня.
Составить конкуренцию прочной каменной породе магматического происхождения не может ни один из видов крупного заполнителя с другим составом. Имеют взаимозависимость основные характеристики щебня.
Чем у гранитного щебня лучше показатели плотности, тем выше такие его характеристики, как плотность и морозостойкость. Технологии строительства, как правило, различают для нерудного материала несколько видов плотности, которую принято определять тремя видами:
В свою очередь истинная плотность, как щебня, так и гравия, может быть найдена несколькими способами, а именно: пикнометрическим и ускоренным.
Вернуться к оглавлению
Что есть удельный вес
Под удельным весом понимается векторная физическая величина, определяемая как отношение веса тела (веса его вещества) к занимаемому телом объёму. Иначе говоря, удельный вес численно равен произведению между ускорением свободного падения и плотностью вещества (на всякий случай напомним, что вес тела — это сила действия тела на опору/подвес либо иное его крепление в гравитационном поле).
Изредка также используется не имеющее отношения к вышеуказанному частное определение, где под удельным весом понимается безразмерное число, указывающее, во сколько раз интересующая субстанция тяжелее воды (в условиях её максимальной плотности, при 4 °C) при равном объёме.
Помимо привычной бытовой неразберихи в виде отождествления массы и веса, применительно к рассматриваемому случаю нужно упомянуть ошибочное отождествление, вытекающее из использования похожей размерности в технической системы единиц МКГСС, где удельный вес задаётся как [килограмм-сила / метр кубический] (кгс/м³).
Различия между удельным весом/плотностью
Из сказанного выше видно, что исключительно мнимая схожесть плотности и удельного веса порождается минимум двумя факторами: общей похожестью построения их определений и типичным ошибочным бытовым отождествлением веса и массы. Плотность и удельный вес — это кардинально различающиеся понятия.
Вот их наиболее важные отличия, которые следует знать (помимо определений):
Определение удельного веса
Физическая величина, являющаяся отношением веса материала к занимаемому им объему, называется УВ материала.
Материаловедение ХХI века далеко ушло вперед в и уже освоены технологии, которые каких-то сто лет назад считались фантастикой. Эта наука может предложить современной промышленности сплавы, которые отличаются друг от друга качественными параметрами, но и физико-техническими свойствами.
Для определения того, как некий сплав может быть использован для производства целесообразно определить УВ. Все предметы, изготовленные с равным объемом, но для их производства был использованы разные виды металлов, будут иметь разную массу, она находится в четкой связи с объемом. То есть отношение объема к массе это есть некое постоянное число, характерная для этого сплава.
Для расчета плотности материала применяют специальную формулу, имеющую прямую связь с УВ материала.
Плотность сыпучих веществ
Для сыпучих строительных материалов, таких как, например, песок, плотность изменяется в зависимости от степени уплотнения: одно и то же количество песка может занимать разный объем. В своем естественном неуплотненном состоянии сыпучие материалы обладают насыпной плотностью
сыпучего строительного материала – это его плотность в неуплотненном состоянии. Она учитывает не только объем самих частиц материала (песчинок или отдельных камней гравия), но и пространство между ними, таким образом насыпная плотность меньше обычной. При уплотнении сыпучего материала его плотность становится больше и перестает быть насыпной. Цемент в мешке, отвал щебня или шесть кубов песка в кузове грузовика – все они находятся в неуплотненном состоянии и имеют свою насыпную плотность. Насыпная плотность необходима для того, чтобы связывать объем и массу сыпучих материалов, так как цены на них могут указываться, как за тонну, так и за кубометр. Точно так же количество этих материалов, например, их пропорции для приготовления бетона, могут понадобиться и в тоннах, и в кубометрах.
Насыпные плотности основных строительных материалов.
Строительный материал
Насыпная плотность, кг/м3
Кубов в 1 тонне
Цемент сухой
1500
0,666
Мокрый песок
1920
0,52
Сухой песок
1440
0,694
Гравий крупный
1500
0,666
Гравий мелкий
1700
0,588
Щебень мелкий
1600
0,625
Формула удельного веса
Формулу расчета УВ выглядит как отношение веса к объему. Для подсчета УВ допустимо применять алгоритм расчета, который изложен в школьном курсе физики. Для этого необходимо использовать закон Архимеда, точнее определение силы, которая является выталкивающей. То есть груз с некоей массой и при этом он держится на воде. Другими словами на него влияют две силы – гравитации и Архимеда.
Формула для расчета архимедовой силы выглядит следующим образом
где g – это УВ жидкости. После подмены формула приобретает следующий вид F=y×V, отсюда получаем формулу УВ груза y=F/V.
Недостатки использования пластмасс
Значительные недостатки пластмасс – способность к быстрому возгоранию, неустойчивость к высоким температурам и отсутствие твердости. Наиболее мягкая сталь в 2 раза тверже пластмассы. При использовании пластмассовых конструкций внутри и снаружи жилых помещений, необходимо учитывать риски при возникновении пожара. Они не способны самостоятельно прекратить горение и могут нанести существенный вред.
Существует понятие – старение пластмассы, которое подразумевает потерю некоторых свойств материала при длительной эксплуатации. Кроме того, воздействие солнца и воздушных масс постепенно разрушает пластмассовые изделия и конструкции. Запускают процессы старения следующие причины:
В конечном результате, снижаются параметры прочности, эластичности, меняется окраска и изделие становится хрупким. Наиболее неприятен процесс молекулярного распада, который сопровождается выделением токсичных паров.
Разница между весом и массой
В чем состоит разница между весом и массой. На самом деле в быту, она не играет ни какой роли. В самом деле, на кухне, мы не делаем развития между весом курицы и ее массой, но между тем между этими терминами существуют серьезные различия.
Эта разница хорошо видна при решении задач, связанных с перемещением тел в межзвездном пространстве и ни как имеющим отношения с нашей планете, и в этих условиях эти термины существенно различаются друг от друга. Можно сказать следующее, термин вес имеет значение только в зоне действия силы тяжести, т.е. если некий объект находиться рядом с планетой, звездой и пр. Весом можно называть силу, с которой тело давит на препятствие между ним и источником притяжения. Эту силу измеряют в ньютонах. В качестве примера можно представить следующую картину — рядом с платным образованием находиться плита, с расположенным на ее поверхности неким предметом. Сила, с которой предмет давит на поверхность плиты и будет весом.
Примеры использования термина
Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 6 октября 2020 года
В механике сплошных сред обозначает плотность смеси или совокупности веществ с неоднородным составом элементов, вещества могут находиться в любом из трех агрегатных состояний. При одинаковых условиях окружающей среды данная характеристика является переменной величиной при изменении химических соединений составляющих элементов. Аналогичное определение осредненной плотности небесных тел в астрономии дается исходя из соотношения массы тела и его объема. При этом, как правило, составляющий тело материал имеет в значительной степени неоднородный химический состав, находится при сильно различающихся температуре, давлении и может находиться в любом из агрегатных состояний, включая плазму, а для релятивистских объектов может в основном состоять из нейтронного, кваркового или преонного вещества. В случае однородного состава элементов, то есть в случае очищенного от примесей химического вещества, все части которого находятся при одинаковых температуре и давлении, данная характеристика совпадает с обыкновенной плотностью.
В теориях поля идентичный термин объёмной плотности
(заряда) дается с помощью теоремы Гаусса, также существует определение плотности энергии и другие аналогичные определения.
Разница между удельным весом и плотностью
УВ – что это такое?
Удельный вес – это есть отношение веса материи к его объему. В международной системе измерений СИ его измеряют как ньютон на кубический метр. Для решения определенных задач в физике УВ определяют следующим образом – насколько обследуемое вещество тяжелее, чем вода при температуре 4 градусов при условии того, что вещество и вода имеют равные объемы.
По большей части такое определение применяют в геологических и биологических исследованиях. Иногда, УВ, рассчитываемый по такой методике, называют относительной плотностью.
В чем отличия
Как уже отмечалось, эти два термина часто путают, но так как, вес напрямую зависим от расстояния между объектом и гравитационным источником, а масса не зависит от этого, поэтому термины УВ и плотность различаются между собой. Но необходимо принять во внимание то, что при некоторых условиях масса и вес могут совпадать. Измерить УВ в домашних условиях практически невозможно. Но даже на уровне школьной лаборатории такую операцию достаточно легко выполнить. Главное что бы лаборатория была оснащена весами с глубокими чашами.
Предмет необходимо взвесить при нормальных условиях. Полученное значение можно будет обозначить как Х1, после этого чашу с грузом помещают в воду. При этом в соответствии с законом Архимеда груз потеряет часть своего веса. При этом коромысло весов будет перекашиваться. Для достижения равновесия на другую чашу необходимо добавить груз. Его величину можно обозначить как Х2. В результате этих манипуляций будет получен УВ, который будет выражен как соотношение Х1 и Х2. Кроме вещества в твердом состоянии удельных можно измерить и для жидкостей, газов. При этом замеры можно выполнять в разных условиях, например, при повышенной температуре окружающей среды или пониженной температуры. Для получения искомых данных применяют такие приборы как пикнометр или ареометр.
Историческая справка
Катод показанного ниже лучевого тетрода в форме покрытой оксидом никелевой трубки — источник электронов, испускаемых в результате термоэлектронной эмиссии
Понятие объёмной плотности заряда непосредственно связано с понятием электрических зарядов. Первые теории электричества основывались на представлении о заряде, как об особой жидкости, причём учёные полагали, что таких жидкостей должно быть не менее двух. Отсюда и произошли многочисленные термины, как отголоски жидкостных теорий: перетекание зарядов, электрический ток, электрическая ёмкость конденсатора и т.д.
Открытие термоэлектронной эмиссии привело к созданию электронных ламп, таких как этот лучевой тетрод, что дало резкий толчок в развитии электроники
Честь открытия электрона принадлежит британскому учёному сэру Дж. Дж. Томпсону, это открытие он совершил 1897 году, изучая катодные лучи. Американский физик Роберт Милликен в серии опытов по установлению заряда электрона в 1909-1913 годах установил дискретность любого заряда и вычислил заряд электрона, как элементарной отрицательной частицы заряда.
Источниками электронов служат термоэлектронная и фотоэлектронная эмиссия. Термоэлектронная эмиссия иначе называется эффектом Эдисона (1883 год), по имени первооткрывателя эффекта американского изобретателя Томаса Эдисона, или эффектом Ричардсона, по имени британского физика Оуэна Виллэнса Ричардсона, который сформулировал законы термоэмиссии в 1901 году. Систематическое описание фотоэлектронной эмиссии было сделано русским учёным Александром Григорьевичем Столетовым, который сформулировал первый закон фотоэффекта в 1890 году. Теорию фотоэффекта разработал в 1906 году знаменитый немецкий физик Альберт Эйнштейн.
Элементарную положительную частицу заряда — протон — являющуюся также ионом водорода, открыл в 1898 г. немецкий физик Вильгельм Вин, изучавший так называемые канальные лучи, возникающие на аноде при бомбардировке его достаточно быстрыми электронами в атмосфере сильно разреженного газа водорода. По другим источникам первооткрывателем протона считают английского физика Эрнеста Резерфорда, который обнаружил протон в ходе опытов по облучению ядер азота альфа-частицами в 1919 году.
Источниками протонов в химии являются минеральные и органические кислоты, образующие в водных растворах ионы водорода за счёт диссоциации. И в самой воде имеются ионы водорода, получаемые за счёт термической диссоциации молекулы воды.
Протоны, равно как и другие элементарные частицы, физики получают на различных ускорителях элементарных частиц, самым мощным из которых на сегодняшний момент является Большой адронный коллайдер (БАК).
Так или иначе, оказалось, что заряд протона в точности совпадал с зарядом электрона, но был противоположного знака. Таким образом, все существующие заряды являются кратными к заряду электрона и могут отличаться от него только знаком.
Слева направо: физики Вильгельм Вин, Оуэн Ричардсон, Эрнест Резерфорд, Александр Столетов, Альберт Эйнштейн. Источник: Википедия
Металлы с наибольшим и наименьшим удельным весом
Кроме того, что понятие удельного веса, применяемое в математике и физике, существуют и довольно интересные факты, например, об удельных весах металлов из таблицы Менделеева. если говорить о цветных металлах, то к самым «тяжелым» можно отнести золото и платину.
Эти материалы превышают по удельному весу, такие металлы как серебро, свинец и многие другие. К «легким» материалам относят магний с весом ниже чем у ванадия. Нельзя забывать и радиоактивных материалах, к примеру, вес урана составляет 19,05 грамм на кубический см. То есть, 1 кубический метр весит 19 тонн.
Удельный вес других материалов
Наш мир сложно представить без множества материалов, используемых в производстве и быту. Например, без железа и его соединений (стальных сплавов). УВ этих материалов колеблется в диапазоне одной – двух единиц и это не самые высокие результаты. Алюминий, к примеру, обладает низкой плотностью и малым удельным весом. Эти показатели позволили его использовать в авиационной и космической отраслях.
Удельный вес металлов
Медь и ее сплавы, обладают удельным весом сопоставимый со свинцом. А вот ее соединения – латунь, бронза легче других материалов, за счет того, в них использованы вещества с меньшим удельным весом.
