比重

ジョーRaedle /ゲッティイメージズ

物質の比重はその比です。 密度 特定の参照物質に。この比率は、単位を含まない純粋な数値です。

特定の物質の比重比が 1 未満の場合、その物質は基準物質に浮くことを意味します。特定の物質の比重比が 1 より大きい場合、それは物質が参照物質に沈むことを意味します。

これは浮力の概念に関連しています。氷山は、水に対する比重が 1 未満であるため、(写真のように) 海に浮かんでいます。

この上昇対沈下現象が「比重」という用語が適用される理由ですが、重力自体はこのプロセスで重要な役割を果たしません。大幅に異なる場合でも 重力場 、密度関係は変更されません。このため、2 つの物質の間に「相対密度」という用語を適用する方がはるかに適切ですが、歴史的な理由から、「比重」という用語が使われてきました。

流体の比重

流体の場合、参照物質は通常、密度が 1.00 x 10 の水です。³キロ/メートル³摂氏 4 度 (水の最も密度の高い温度) で、液体が水中で沈むか浮くかを決定するために使用されます。宿題では、これは通常、液体を扱うときの参照物質であると想定されています。

気体の比重

気体の場合、参照物質は通常、室温の通常の空気で、密度は約 1.20 kg/m3 です。³.宿題で、比重の問題に対して参照物質が指定されていない場合は、通常、これを参照物質として使用していると想定しても問題ありません。

比重の方程式

比重（SG）は、目的の物質の密度の比率です（ r_私 ) 参照物質の密度 ( r_r ）。 ( ノート： ギリシャ記号のロー、 r 、密度を表すために一般的に使用されます)。これは、次の式を使用して決定できます。

SG = r_私 ÷ r_r = r_私 / r_r

さて、密度がから計算されることを考えると、 質量 および方程式による体積 r = メートル / の 、これは、同じ体積の 2 つの物質を取得した場合、SG を個々の質量の比率として書き直すことができることを意味します。

SG = r_私 / r_r

SG = メートル_私/の / メートル_r/の

SG = メートル_私 / メートル_r

そして、重量があるので の = mg 、それは重みの比率として書かれた式につながります：

SG = メートル_私 / メートル_r

SG = メートル_私g / メートル_rg

SG = の_私 / の_r

この方程式は、2 つの物質の体積が等しいという以前の仮定でのみ機能することを覚えておくことが重要です。したがって、この最後の方程式で 2 つの物質の重量について話すとき、それはの重量です。 等量 2つの物質の。

したがって、水に対するエタノールの比重を調べたい場合、1 ガロンの水の重量がわかっている場合、計算を完了するには 1 ガロンのエタノールの重量を知る必要があります。あるいは、エタノールの水に対する比重と 1 ガロンの水の重量がわかっている場合、この最後の式を使用して 1 ガロンの水の重量を求めることができます。 エタノール . (そして、それを知っていれば、別の体積のエタノールの重さを変換することで見つけることができます。これらは、これらの概念を組み込んだ宿題の問題の中によく見られる種類のトリックです.)

比重の応用

比重は、特に流体力学に関連するため、さまざまな産業用途に現れる概念です。たとえば、車を修理に出したことがあり、メカニックがトランスミッション液に小さなプラスチック ボールがどのように浮いているかを示した場合、比重が作用しているのを見たことになります。

問題の特定のアプリケーションに応じて、これらの業界では、水や空気とは異なる参照物質でこの概念を使用する場合があります。以前の仮定は、宿題にのみ適用されました。実際のプロジェクトに取り組んでいるときは、比重が何を基準にしているかを確実に知っている必要があり、それについて推測する必要はありません。