Cinci moduri de a diferenția densitatea de greutatea specifică

Densitatea și greutatea specifică sunt două proprietăți ale materiei care au multe asemănări, dar și unele diferențe. Pentru început, ambele sunt proprietăți intensive ale materiei care nu depind de întinderea sistemului, ci doar de compoziția acestuia. În plus, ambele reprezintă o modalitate de a determina, între două substanțe, care este mai grea atunci când le comparăm în volume egale.

Cu toate acestea, în ciuda asemănărilor lor, densitatea și greutatea specifică nu sunt aceleași. În continuare, vom discuta principalele diferențe dintre aceste două proprietăți importante ale materiei.

Diferența 1: Sunt reprezentați cu simboluri diferite

Prima diferență dintre aceste două proprietăți intensive ale materiei este că ambele sunt reprezentate prin simboluri diferite. În funcție de contextul în care este folosită, densitatea este reprezentată de regulă fie prin litera d , fie prin litera greacă ρ (ro), a doua fiind cea mai des folosită în fizică și în diferitele ramuri ale ingineriei.

În schimb, greutatea specifică este reprezentată de simbolul SG (pentru acronimul său în engleză), deși uneori GE este folosit în spaniolă, iar în alte cazuri este reprezentat pur și simplu de S.

Diferența 2: Sunt calculate prin intermediul diferitelor formule

Cea mai importantă diferență între densitate și greutatea specifică este că acestea sunt definite diferit.

Pe de o parte, densitatea este definită ca relația dintre masa unei substanțe și volumul pe care îl ocupă în spațiu . În acest sens, reprezintă masa unei unități de volum de substanță. În formă matematică, densitatea este definită ca:

Unde ρ este densitatea substanței, m este masa acesteia și V reprezintă volumul corespunzător al respectivei mase de substanță.

Pe de altă parte, greutatea specifică, numită și densitate specifică sau densitate relativă, este definită ca raportul dintre densitatea unei substanțe și densitatea unei alte substanțe utilizate ca standard de referință . În mod similar, poate fi definit și ca raportul dintre greutatea specifică a unei substanțe și greutatea specifică a unei alte substanțe de referință.

În cazul substanțelor în stări condensate (solide sau lichide), substanța de referință este de obicei apa pură la o temperatură de 4 °C și o presiune de 1 atm, condiții în care apa are o densitate de 1000 kg./m ³ . Pe de altă parte, în cazul substanțelor gazoase, densitatea de referință este de obicei aerul. Prin urmare, greutatea specifică poate fi definită matematic prin una dintre următoarele formule:

În cazul în care ambii numărători se referă la substanța a cărei greutate specifică este calculată, numitorii se referă la substanța de referință, în acest caz apă (w se referă la apă) la o temperatură de 4°C și o depresiune de 1 atm. Ca și înainte, ρ indică densitatea, în timp ce γ reprezintă greutatea specifică.

După cum puteți vedea, ambele proprietăți sunt calculate prin intermediul unor formule foarte diferite.

Diferența 3: Sunt măsurate pe diferite tipuri de scale

Densitatea este o magnitudine absolută. Adică determinarea și calculul densității nu se fac în raport cu un punct de referință. Putem măsura densitatea unei substanțe direct determinând masa și volumul acesteia și apoi folosind formula menționată mai sus.

În schimb, greutatea specifică este o cantitate relativă. Aceasta înseamnă că numai valorile gravitației specifice ale unei substanțe nu ne sunt de nici un folos dacă nu cunoaștem materialul sau substanța de referință.

De exemplu, dacă spunem că greutatea specifică a unui material este 1,53, nu putem ajunge la nicio concluzie despre densitatea sau greutatea specifică a substanței până când nu știm care este substanța de referință. Numărul singur ne spune că densitatea substanței noastre este de 1,53 ori mai mare decât densitatea substanței de referință și, de asemenea, am putea concluziona că substanța noastră s-ar scufunda cu siguranță în substanța de referință (adică, nu plutește). Cu toate acestea, încă nu am avea idee cât de dens sau greu este de fapt materialul.

Ar putea fi un gaz de 1,53 ori mai dens ca aerul sau ar putea fi o substanță de 1,53 ori mai densă ca apa, reprezentând două scenarii foarte diferite.

Diferența 4: Nu au aceleași unități

Unitățile de densitate sunt unități de masă peste unități de volum ([ρ] = [m]/[V] sau [m].[V] ^–1 ). Unele unități comune pentru densitate sunt:

• kg/m ³ sau kg.m ^–3
• g/cm ³ sau g.cm ^–3
• g/mL sau g.mL ^–1
• g/L sau gL ^–1

Pe de altă parte, faptul că densitatea relativă sau greutatea specifică este o relație între două densități sau între două greutăți specifice face ca unitățile numărătorului și numitorului să se anuleze. Prin urmare, greutatea specifică este o mărime adimensională (adică nu are unități).

Diferența 5: Măsurare

Densitatea se determină experimental indirect prin determinarea masei unei substanțe sau material și apoi măsurarea sau calcularea volumului acesteia, pentru a aplica în final formula densității. Pentru a obține măsurători foarte precise ale densității lichidelor, se folosește de obicei un picnometru.

În schimb, greutatea specifică poate fi măsurată direct prin intermediul unui hidrometru calibrat corespunzător sau al unui echilibru digital al greutății specifice.

Rezumatul diferențelor dintre densitate și greutate specifică

Următorul tabel rezumă cele patru diferențe dintre densitate și greutatea specifică explicate în secțiunile anterioare:

Referințe

Bowles, J.E. (2000). GRAVITATEA SPECIFĂ A SOLURILOR (PICNOMETRU) . Universitatea Națională de Inginerie. http://www.lms.uni.edu.pe/labsuelos/MODOS%20OPERATIVOS/Determinacion%20de%20la%20gravedad%20especifica.pdf

González, A. (2021, 2 iunie). Greutate specifică . pe viaţă. https://www.lifeder.com/specific-gravity/

Mettler-Toledo International Inc. (28 octombrie 2021). Ce este densitatea? https://www.mt.com/mx/es/home/applications/Application_Browse_Laboratory_Analytics/Density/density-measurement.html

Ruff, B., MA. (28 noiembrie 2019). Cum se măsoară greutatea specifică a lichidelor . wikiHow. https://es.wikihow.com/medir-la-gravedad-espec%C3%ADfica-de-los-l%C3%ADquidos