Oggi consideriamo il peso specifico e la sua differenza dalla densità. Qui mostriamo un metodo per ottenere questa proprietà per i solidi. L'articolo fornisce il più grande e piccolo peso specifico tra i metalli nobili, che sono confrontati con valori simili di alcune sostanze importanti per il mondo moderno.
La differenza tra peso e peso
Per cominciare, vale la pena discutere la differenza, che nella vita di tutti i giorni non è assolutamente importante. Ma se risolvi problemi fisici sul movimento dei corpi in uno spazio che non è connesso con la superficie del pianeta Terra, allora le differenze che diamo sono molto significative. Quindi, descriviamo qual è la differenza tra peso e massa.
Determinazione del peso
Il peso è significativo solo nel campo della gravità, cioè vicino a oggetti di grandi dimensioni. In altre parole, se una persona si trova nella zona di attrazione di una stella, un pianeta, un grande satellite o un asteroide decente, il peso è la forza esercitata dal corpo sull'ostacolo tra esso e la sorgente di gravità nel quadro di riferimento fisso. Questo valore è misurato in Newton. Immagina che ci sia una stella nello spazio, ad una certa distanza da una lastra di pietra, e sul piatto c'è una palla di ferro. È così forte che preme sull'ostacolo, ed è così che sarà il peso.
Come sapete, la gravità dipende dalla distanza e dalla massa dell'oggetto attrattivo. Cioè, se la palla si trova lontano da una stella pesante o vicino a un pianeta piccolo e relativamente leggero, allora agisce sul piatto allo stesso modo. Ma a diverse distanze dalla fonte di gravità, la forza di resistenza dello stesso oggetto sarà diversa. Cosa significa? Se una persona si muove all'interno della stessa città, quindi nulla. Ma se è un alpinista o un sottomarino, fagli sapere: in profondità sotto l'oceano, più vicino al nucleo, gli oggetti hanno più peso che a livello del mare, e in alto nelle montagne - più piccoli. Tuttavia, entro i limiti del nostro pianeta (a proposito, non il più grande anche nel sistema solare), la differenza non è così significativa. Diventa evidente quando si entra nello spazio aperto, oltre l'atmosfera.
Determinazione della massa
La messa è strettamente correlata all'inerzia. Se vai più a fondo, determina quale campo gravitazionale crea il corpo. Questa quantità fisica è una delle caratteristiche più fondamentali. Dipende solo dalla sostanza con velocità non relativistiche (cioè vicine alla luce). A differenza del peso, la massa non dipende dalla distanza da un altro oggetto, ma determina la forza di interazione con esso.
Inoltre, il valore della massa dell'oggetto è invariante rispetto al sistema in cui è determinato. Misurato in quantità come il chilogrammo, la tonnellata, la sterlina (da non confondere con un piede) e persino la pietra (che in inglese significa "pietra"). Tutto dipende da quale paese vive la persona.
Determinazione del peso specifico
Ora che il lettore ha compreso questa importante differenza tra due concetti simili e non li confonde, passeremo ora a qual è il peso specifico. Questo termine indica il rapporto tra il peso della sostanza e il suo volume. Nel sistema SI universale, è indicato come Newton per metro cubo. Si noti che la definizione si riferisce a una sostanza citata in un aspetto puramente teorico (di norma, chimico) o in relazione a corpi omogenei.
In alcuni problemi risolti in specifiche aree di conoscenza fisica, il peso specifico è considerato il seguente rapporto: quanto la sostanza oggetto dell'indagine è più pesante dell'acqua di quattro gradi Celsius con volumi uguali. Di norma, questo valore approssimativo e relativo viene utilizzato nelle scienze correlate, più probabilmente, alla biologia o alla geologia. Questa conclusione si basa sul fatto che questa temperatura è media nell'oceano del pianeta. In un altro modo, il peso specifico determinato dal secondo metodo può essere chiamato densità relativa.
La differenza tra peso specifico e densità
Il rapporto con cui questo valore è determinato è facilmente confuso con la densità, poiché questa è la massa divisa per il volume. Tuttavia, il peso, come abbiamo già spiegato, dipende dalla distanza dalla fonte di gravità e dalla sua massa, e questi concetti sono diversi. Va notato che in determinate condizioni, vale a dire con una bassa (non relativistica) velocità, costante g e piccole accelerazioni, la densità e il peso specifico possono coincidere numericamente. Ciò significa che calcolando due quantità, è possibile ottenere lo stesso valore per esse. Quando queste condizioni sono soddisfatte, questa coincidenza può portare all'idea che questi due concetti siano gli stessi. Questo errore è pericoloso a causa della fondamentale differenza tra le proprietà stabilite nella loro fondazione.
Misurazione della gravità specifica
A casa, il peso specifico dei metalli e di altri solidi è difficile da ottenere. Tuttavia, in un semplice laboratorio attrezzato con bilance con ciotole profonde, per esempio, a scuola, non sarà difficile. L'oggetto metallico viene pesato in condizioni normali, cioè semplicemente nell'aria. Registriamo questo valore come x1. Quindi la tazza in cui giace l'oggetto è immersa nell'acqua. Allo stesso tempo, perde peso in conformità con la nota legge di Archimede . Il dispositivo perde la sua posizione originale, i fili dei bilancieri si deformano. Per il bilanciamento, viene aggiunto un carico. Indichiamo la sua quantità per x2.
Il peso specifico del corpo sarà il rapporto tra x1 e x2. Oltre ai metalli, il peso specifico viene misurato per sostanze in vari stati aggregati, con pressione disuguale, temperatura e altre caratteristiche. Per determinare il valore desiderato, usiamo metodi di pesatura, un picnometro, un idrometro. In ogni caso specifico, è necessario selezionare impostazioni sperimentali che tengano conto di tutti i fattori.
Sostanze con il peso specifico più grande e più piccolo
Oltre alla pura teoria matematica e fisica, i record specifici sono di interesse. Qui cercheremo di portare quelli degli elementi del sistema chimico che hanno il peso specifico più grande e il più basso registrato. Tra i metalli non ferrosi, il più "pesante" - nobile platino e oro, seguito dal tantalio, dal nome dell'antico eroe greco. Le prime due sostanze in termini di gravità specifica quasi raddoppiano i valori analoghi del seguente argento, molibdeno e piombo. Bene, il più leggero tra i metalli nobili era il magnesio, che è quasi sei volte meno del vanadio leggermente più pesante.
Il peso specifico di alcune altre sostanze
Il mondo della modernità sarebbe impossibile senza il ferro e le sue varie leghe, e il loro peso specifico, ovviamente, dipende dalla composizione. Il suo valore varia tra una o due unità, ma in media non è la più alta tra tutte le sostanze. E cosa possiamo dire sull'alluminio? Come la densità, il suo peso specifico è molto basso - solo il doppio di magnesio. Questo è un vantaggio significativo per la costruzione di grattacieli, per esempio, o di aerei, specialmente in combinazione con proprietà come resistenza e duttilità.
Ma il rame ha un peso specifico molto elevato, quasi alla pari con argento e piombo. Allo stesso tempo, le sue leghe, bronzo e ottone sono leggermente più leggeri a causa di altri metalli che hanno un valore inferiore del valore discusso. Un diamante molto bello e incredibilmente costoso ha, piuttosto, un basso peso specifico - solo tre volte quello del magnesio. Silicio e germanio, senza i quali i moderni gadget in miniatura non sarebbero possibili, nonostante il fatto che abbiano strutture simili, tuttavia differiscono. Il peso relativo del primo è quasi la metà di quello del secondo, sebbene entrambi siano sostanze relativamente leggere su questa scala.