Tilavuus

Selitämme, mikä on erityinen tilavuus, sen kaava, yksiköt, miten se lasketaan, ja annamme useita esimerkkejä laskelmasta

Mikä on erityinen tilavuus?

Hän Tilavuus (Edussa symbolilla ν, kreikkalainen kirjain NU) on asian intensiivinen ominaisuus, joka mittaa ruumiin massaa kohti käytettyä määrää. Vastaa tilavuuden ja massan välistä suhdetta, joten se edustaa tiheyden käänteistä. Tämä tarkoittaa, että tiheämpi runko, sitä pienempi sen erityinen tilavuus ja päinvastoin.

Aineen erityisen tilavuuden tunteminen on tärkeää sovelluksissa, joissa käytettävissä oleva tilavuus on rajoitettu. Esimerkiksi valitsemalla avaruusraketin polttoaine, ihanteellinen on, että polttoaine on tietty mahdollinen tilavuus, koska muuten se vie liikaa tilaa, mikä vaatii erittäin suuren ja kalliuden raketin.

Spesifiset tilavuudet ovat myös erittäin tärkeitä termodynamiikan alalla, koska ne sallivat yksinkertaisesti laskea eri aineiden molaarisia määriä sen molaarimassasta tai näytteen kokonaistilavuuden määrittäminen sen massasta.

Lopuksi, spesifiset tilavuusmuutokset sallivat myös vaihemuutokset, kuten fuusio ja kiehuminen, muun muassa.

Erityinen tilavuuskaava

Seuraava yhtälö vastaa tietyn äänenvoimakkuuden matemaattista määritelmää:

Jos v on rungon tai aineen tilavuus, m on sen massa ja ν on erityinen tilavuus. Se voidaan kuitenkin myös laskea tiheydestä, koska kuten edellä mainittiin, ominaisuus on tiheyden käänteinen:

Missä ρ edustaa tiheyttä.

Erityiset tilavuusyksiköt

Erityiset tilavuusyksiköt ovat massayksiköiden tilavuusyksiköitä. Kuten tavallista, nämä suuruudet voidaan ilmaista eri yksikköjärjestelmissä, joten erityinen tilavuus voidaan ilmaista myös eri yksiköissä.

Se voi palvella sinua: elektrofiili: reaktiot, esimerkit, elektrofyylillisyys

Seuraava taulukko näyttää erityiset tilavuusyksiköt tärkeimmissä yksiköissä:

Yksikköjärjestelmä	Erityiset tilavuusyksiköt
S.Yllyttää.	M3/kg
Mks	M3/kg
CGS	cm3/g
Anglo -saksonijärjestelmä	PIE3/LB
Muut yksiköt	ml/g tai cm3/g

Erityinen tilavuuslaskelma

Tavallisille kiintoaineille

Säännöllisten kiinteiden aineiden tapauksessa helpoin tapa määrittää spesifinen tilavuus on määrittää tilavuus kiinteän muodon mittoista ja jakaa sitten massan välillä.

Kiinteän äänenvoimakkuuden määrittämiseksi kiinteän aineen tiettyä muotoa (pallo, kartio, sylinteri jne.-A.

Esimerkki 1: lieriömäinen palkki

Sinulla on kiinteä lieriömäinen tanko 2,54 cm paksu, 10 cm pitkä ja massa 1,50 kg. Määritä materiaalin spesifinen tilavuus S: n yksiköissä.Yllyttää.

• Ratkaisu: Kuten tiedämme, että se on sylinteri, joten meidän on käytettävä sylinterin tilavuuskaavaa ja levitettävä sitten tietty tilavuuskaava. Molemmat yhtälöt voidaan yhdistää yhteen alla:

Esimerkki 2: Lasipallo

1 cm: n halkaisija lasimarmori punnitaan tasapainossa. Tämä lukee 2,50 g. Määritä lasin erityinen tilavuus.

• Ratkaisu: Halkaisijan mukaan tiedetään, että pallon säde on 0,50 cm. Tällä säteellä ja käyttämällä pallon tilavuuskaavaa voimme määrittää marmorin tilavuuden. Sitten käytämme tiettyä tilavuuskaavaa. Voit myös yhdistää molemmat yhtälöt yhdessä:

Voi palvella sinua: arseenitrioksidi (AS2O3)

Amorfisille kiinteille aineille

Amorfisten kiinteiden aineiden tapauksessa ei ole mahdollista määrittää sen tilavuutta kaavojen avulla, koska se ei ole tavallisia kiinteitä aineita. Mahdollinen ratkaisu on määrittää kehon tilavuus sen tilavuuden avulla, joka syrjäyttää veteen upotettaessa:

Esimerkki 3: Meteoriitti

Meteoriitti löydettiin hyvin omituisesti. Ensin se punnittiin, minkä jälkeen saatiin 185,3 g massa. Sitten se vietiin asteittaiseen sylinteriin, joka sisälsi 50,0 ml vettä. Meteoriitin upottamisen jälkeen vedenpinta nousi 73,5 ml: iin. Määritä meteoriitin spesifinen tilavuus.

• Ratkaisu: Kuten edellä mainittiin, meteoriitin tilavuus määritetään nesteen siirtämällä. Ero asteittaisessa sylinterissä olevien veden tilavuuksien välillä ennen meteoriitin upottamista ja sen jälkeen antaa saman tilavuuden. Sitten sovelletaan erityistä tilavuuskaavaa:

Esimerkki 4: Rock

Lähellä aluetta, josta löydettiin edellisen esimerkin meteoriitti, toinen kallio löydettiin samanlaisella ulkonäöllä. Tämä punnittiin myös, saaden massan 125 g ja uppoutui veteen, missä se siirtyi 15,90 ml nestettä. Määritä, onko se meteoriittifragmentti.

• Ratkaisu: Erityinen tilavuus on intensiivinen ominaisuus, joten jos kallio on valmistettu samasta materiaalista kuin meteoriitissa, sillä pitäisi olla sama erityinen tilavuus.

Kuten voidaan nähdä, kallion ominaistilavuus on identtinen meteoriitin kanssa, joten on mahdollista, että kallio on fragmentti siitä.

Se voi palvella sinua: nitrobentseeni (C6H5N2): rakenne, ominaisuudet, käyttö, riskit

Nestemäinen

Laske nesteen ominaistilavuus tehdään samalla tavalla kuin se on osoitettu edellisissä esimerkeissä. Tilavuus voidaan mitata helposti tilavuusmateriaalilla. Voit myös laskea spesifisen tilavuuden nesteen tiheydestä, kuten seuraavassa esimerkissä on esitetty.

Esimerkki 5: Denaturoitu alkoholin tietty tilavuus

Määritä denaturoidun alkoholin spesifinen tilavuus tietäen, että sen tiheys on 0,876 g/ml.

• Ratkaisu: Tiedämme, että erityinen tilavuus on tiheyden käänteinen, niin:

Kaasuihin

Ottaen huomioon, että useimmat kaasut noudattavat ihanteellisia kaasu -lakia suhteellisen hyvin, tätä yhtälöä voidaan käyttää kaasun spesifisen tilavuusarvon määrittämiseen. Tämän yhtälön uudelleenjärjestyksen jälkeen saadaan seuraava suhde:

missä R, T, M ja P ovat vastaavasti ihanteellisten kaasujen vakio, lämpötila, kaasun ja paineen massa.

Esimerkki 6: Erityinen ilmatilavuus

Laske ilman näytteen spesifinen tilavuus, joka on löydetty 2 atmpaineesta ja 350 ° C.

• Ratkaisu: Tämän yhtälön käyttämiseksi on tarpeen muuttaa lämpötila Kelviniksi lisäämällä 273 lämpötilassa celsiusasteissa: t = 350+273 = 623 K. Nyt voimme soveltaa edellistä yhtälöä käyttämällä vakion R = 0,08206 ATL -arvoa.L/mol.K: