Специфична запремина се дефинише као број кубних метара заузето од једног килограма материја. То је однос запремине материјала и његове количине маса, која је иста као и реципрочна густина. Другим речима, специфична запремина је обрнуто пропорционална густини. Специфична запремина се може израчунати или измерити за било које стање материје, али најчешће се користи у прорачунима који укључују гасови.
Стандардна јединица за специфичну запремину је кубни метар по килограму (м3/ кг), иако се може изразити у милилитрима по граму (мЛ / г) или кубичним стопама по килограму (фт3/lb).
Интринзично и интензивно
"Специфични" део одређене запремине значи да је изражен у јединици масе. То је својствено својство материје, што значи да не зависи од величине узорка. Слично томе, специфична запремина је интензивно својство материје на то не утиче колико неке супстанце постоји или где је узоркован.
Формуле специфичног волумена
Постоје три уобичајене формуле које се користе за израчунавање специфичне запремине (ν):
- ν = В / м где је В запремина а м маса
- ν = 1 /ρ = ρ-1 где је ρ густина
- ν = РТ / ПМ = РТ / П где је Р идеал константа гаса, Т је температура, П је притисак, а М је моларитет
Друга једнаџба се обично примењује на течности и чврсте материје, јер су релативно некомпресибилне. Једнаџба се може користити при раду са гасовима, али густина гаса (и његова специфична запремина) могу се драстично променити са малим порастом или падом температуре.
Трећа једначина односи се само на идеални гасови или до правих гасова при релативно ниским температурама и притисцима који приближавају идеалним гасовима.
Табела заједничких специфичних вредности запремине
Инжињери и научници обично се позивају на табеле одређених вредности запремине. Ове репрезентативне вредности су за стандардну температуру и притисак (СТП), што је температура од 0 ° Ц (273,15 К, 32 ° Ф) и притиска од 1 атм.
| Супстанца | Густина | Специфична запремина |
|---|---|---|
| (кг / м)3) | (м3/kg) | |
| Ваздух | 1.225 | 0.78 |
| Лед | 916.7 | 0.00109 |
| Вода (течна) | 1000 | 0.00100 |
| Слана вода | 1030 | 0.00097 |
| Меркур | 13546 | 0.00007 |
| Р-22 * | 3.66 | 0.273 |
| Амонијак | 0.769 | 1.30 |
| Угљен диоксид | 1.977 | 0.506 |
| Хлор | 2.994 | 0.334 |
| Водоник | 0.0899 | 11.12 |
| Метан | 0.717 | 1.39 |
| Азот | 1.25 | 0.799 |
| Стеам * | 0.804 | 1.24 |
Супстанце означене звездицом (*) нису на СТП.
Пошто материјали нису увек у стандардним условима, такође постоје табеле за материјале у којима се наводе специфичне вредности запремине у распону температура и притиска. Можете пронаћи детаљне табеле за ваздух и пару.
Употребе специфичне запремине
Специфична запремина најчешће се користи у инжењерству и у прорачунима термодинамике за физику и хемију. Користи се за предвиђање понашања гасова када се услови промене.
Размотримо непропусну комору која садржи скуп броја молекула:
- Ако се комора шири док број молекула остаје константан, густина гаса се смањује и специфична запремина се повећава.
- Ако се коморе стеже док број молекула остаје константан, густина гаса се повећава и специфична запремина се смањује.
- Ако се запремина коморе одржава константном док се неки молекули уклањају, густина се смањује и специфична запремина се повећава.
- Ако се запремина коморе држи константном док се додају нови молекули, густина се повећава и специфична запремина опада.
- Ако се густина удвостручи, његова специфична запремина се преполови.
- Ако се специфична запремина удвостручи, густина се преполови.
Специфична запремина и специфична тежина
Ако су познате специфичне количине две материје, ове информације могу се користити за израчунавање и упоређивање њихове густине. Поређење приноса густине специфична гравитација вредности. Једна примјена специфичне гравитације је предвидјети да ли ће супстанца плутати или потонути када се стави на другу супстанцу.
На пример, ако супстанца А има специфичан волумен 0,358 цм3/ г, а супстанца Б има специфичну запремину од 0,374 цм3/ г, узимање инверзије сваке вредности ће дати густину. Дакле, густина А је 2,79 г / цм3 а густина Б је 2,67 г / цм3. Специфична тежина, упоређујући густину од А до Б је 1,04 или специфична тежина Б у поређењу са А је 0,95. А је гушћи од Б, па би А потонуо у Б или Б би лебдио на А.
Пример израчуна
Зна се да је притисак узорка паре 2500 лбф / ин2 на температури 1960 Ранкине. Ако је константа гаса 0,596, колика је специфична запремина паре?
ν = РТ / П
ν = (0,596) (1960) / (2500) = 0,467 ин3/lb
Извори
- Моран, Мицхаел (2014). Основе инжењерске термодинамике, 8. изд. Вилеи. ИСБН 978-1118412930.
- Силвертхорн, Дее (2016). Људска физиологија: интегрисани приступ. Пеарсон. ИСБН 978-0-321-55980-7.
- Валкер, Јеар (2010) л. Основе физике, 9. изд. Халлидаи. ИСБН 978-0470469088.