Özgül Hacim: Tanım, Formüller, Örnekler

Özgül hacim bir kilogramın işgal ettiği metreküp sayısı olarak tanımlanır. Önemli olmak. Bir malzemenin hacminin hacmine oranı kitleki bu da onun karşıtlığı ile aynıdır. yoğunluk. Başka bir deyişle, spesifik hacim yoğunluk ile ters orantılıdır. Spesifik hacim, maddenin herhangi bir durumu için hesaplanabilir veya ölçülebilir, ancak çoğunlukla aşağıdakileri içeren hesaplamalarda kullanılır gazlar.

Belirli bir hacim için standart birim kilogram başına metre küp (m³/ kg), ancak gram başına mililitre (mL / g) veya pound başına fit küp (ft) cinsinden ifade edilebilir.³/lb).

Belirli bir birimin "spesifik" kısmı, birim hacim olarak ifade edildiği anlamına gelir. O bir içsel özelliği maddeninyani örneklem büyüklüğüne bağlı değildir. Benzer şekilde, spesifik hacim yoğun bir özelliktir maddenin bir maddenin ne kadarının bulunduğundan veya nereden alındığından etkilenmez.

Spesifik hacmi (ν) hesaplamak için kullanılan üç ortak formül vardır:

1. ν = V / m burada V hacim ve m kütle
instagram viewer
2. ν = 1 /ρ = ρ^-1 burada ρ yoğunluktur
3. ν = RT / PM = RT / P burada R ideal Gaz sabiti, T sıcaklıktır, P basınçtır ve M molarity

İkinci denklem genellikle nispeten sıkıştırılamaz olduklarından sıvılara ve katılara uygulanır. Denklem gazlarla uğraşırken kullanılabilir, ancak gazın yoğunluğu (ve özgül hacmi) hafif bir sıcaklık artışı veya azalması ile dramatik bir şekilde değişebilir.

Üçüncü denklem sadece ideal gazlar veya nispeten düşük sıcaklıklarda ve ideal gazlara yakın basınçlarda gerçek gazlara.

Mühendisler ve bilim adamları tipik olarak belirli hacim değerleri tablolarına atıfta bulunurlar. Bu temsili değerler standart sıcaklık ve basınç içindir (STP), bu sıcaklık 0 ° C (273.15 K, 32 ° F) ve 1 atm basınçtır.

Yıldız (*) ile işaretlenmiş maddeler STP'de değildir.

Malzemeler her zaman standart koşullar altında olmadığından, bir dizi sıcaklık ve basınçta belirli hacim değerlerini listeleyen malzemeler için tablolar da vardır. Hava ve buhar için ayrıntılı tablolar bulabilirsiniz.

Spesifik hacim en çok fizik ve kimya için mühendislik ve termodinamik hesaplamalarda kullanılır. Koşullar değiştiğinde gazların davranışları hakkında tahminlerde bulunmak için kullanılır.

Belirli sayıda molekül içeren hava geçirmez bir odayı düşünün:

• Hücre, molekül sayısı sabit kalırken genişlerse, gaz yoğunluğu azalır ve spesifik hacim artar.
• Hücre, molekül sayısı sabit kalırken büzülürse, gaz yoğunluğu artar ve özgül hacim azalır.
• Bazı moleküller çıkarılırken bölmenin hacmi sabit tutulursa, yoğunluk azalır ve özgül hacim artar.
• Yeni moleküller eklenirken bölmenin hacmi sabit tutulursa, yoğunluk artar ve özgül hacim azalır.
• Yoğunluk iki katına çıkarsa, özgül hacmi yarıya düşer.
• Spesifik hacim iki katına çıkarsa, yoğunluk yarıya indirilir.

İki maddenin spesifik hacimleri biliniyorsa, bu bilgi yoğunluklarını hesaplamak ve karşılaştırmak için kullanılabilir. Yoğunluk verimlerini karşılaştırma spesifik yer çekimi değerler. Özgül ağırlığın bir uygulaması, bir maddenin başka bir maddeye yerleştirildiğinde yüzüp yüzüşüp batmayacağını tahmin etmektir.

Örneğin, A maddesinin spesifik hacmi 0.358 cm ise³/ g ve B maddesinin özgül hacmi 0.374 cm'dir.³/ g, her bir değerin tersini almak yoğunluğu verecektir. Böylece A'nın yoğunluğu 2.79 g / cm'dir.³ ve B yoğunluğu 2.67 g / cm'dir.³. A'nın B yoğunluğunu karşılaştıran özgül ağırlık, A'ya kıyasla B'nin özgül ağırlığı 1.04 veya B'nin özgül ağırlığı 0.95'tir. A, B'den daha yoğundur, bu nedenle A, B'ye batar veya B, A'nın üzerinde yüzer.

Bir buhar örneğinin basıncının 2500 lbf / inç olduğu bilinmektedir.² 1960 Rankine sıcaklıkta. Gaz sabiti 0,596 ise, buharın özgül hacmi nedir?

ν = RT / P

ν = (0.596) (1960) / (2500) = 0.467 inç³/lb

• Moran, Michael (2014). Mühendislik Termodinamiğinin Temelleri, 8. Baskı. Wiley. ISBN 978-1118412930.
• Silverthorn, Dee (2016). İnsan Fizyolojisi: Bütünleşik Bir Yaklaşım. Pearson. ISBN 978-0-321-55980-7.
• Walker, Jear (2010) l. Fiziğin Temelleri, 9. Baskı. Halliday. ISBN 978-0470469088.