Konkreetne maht on määratletud kuupmeetrite arvust, milleks on kilogramm kilogrammi oluline. See on materjali mahu ja materjali suhe mass, mis on sama, mis selle vastastikune tihedus. Teisisõnu, konkreetne maht on pöördvõrdeline tihedusega. Spetsiifilise ruumala võib arvutada või mõõta mis tahes oleku korral, kuid seda kasutatakse kõige sagedamini arvutustes, mis hõlmavad gaasid.
Konkreetse mahu standardühik on kuupmeeter kilogrammi kohta (m3/ kg), ehkki seda võib väljendada milliliitrites grammi kohta (ml / g) või kuupjalgades naela kohta (jalga)3/lb).
Sisemine ja intensiivne
Konkreetse mahu "konkreetne" osa tähendab, et seda väljendatakse ühiku massina. See on sisemine vara ainest, mis tähendab, et see ei sõltu valimi suurusest. Samuti on konkreetne maht intensiivne omadus ainest seda ei mõjuta see, kui suur osa ainest on olemas või kus proov on võetud.
Spetsiifilised mahuvalemid
Erimahu (ν) arvutamiseks kasutatakse kolme levinud valemit:
- v = V / m kus V on maht ja m on mass
- ν = 1 /ρ = ρ-1 kus ρ on tihedus
- v = RT / PM = RT / P kus R on ideaalne gaasi konstant, T on temperatuur, P on rõhk ja M on molaarsus
Teist võrrandit rakendatakse tavaliselt vedelike ja tahkete ainete suhtes, kuna need on suhteliselt kokkusurumatud. Võrrandit võib kasutada gaasidega tegelemisel, kuid gaasi tihedus (ja selle erimaht) võib temperatuuri väikese tõusu või languse korral dramaatiliselt muutuda.
Kolmas võrrand kehtib ainult: ideaalsed gaasid või tõelistele gaasidele suhteliselt madalatel temperatuuridel ja rõhkudel, mis vastavad ideaalsetele gaasidele.
Ühiste konkreetsete mahuväärtuste tabel
Insenerid ja teadlased viitavad tavaliselt konkreetsete mahu väärtuste tabelitele. Need tüüpilised väärtused on standardtemperatuuri ja rõhu (STP), mille temperatuur on 0 ° C (273,15 K, 32 ° F) ja rõhk 1 atm.
| Aine | Tihedus | Konkreetne maht |
|---|---|---|
| (kg / m3) | (m3/kg) | |
| Õhk | 1.225 | 0.78 |
| Jää | 916.7 | 0.00109 |
| Vesi (vedel) | 1000 | 0.00100 |
| Soolane vesi | 1030 | 0.00097 |
| elavhõbe | 13546 | 0.00007 |
| R-22 * | 3.66 | 0.273 |
| Ammoniaak | 0.769 | 1.30 |
| Süsinikdioksiid | 1.977 | 0.506 |
| Kloor | 2.994 | 0.334 |
| Vesinik | 0.0899 | 11.12 |
| Metaan | 0.717 | 1.39 |
| Lämmastik | 1.25 | 0.799 |
| Steam * | 0.804 | 1.24 |
Tärniga (*) märgitud ained ei ole STP-s.
Kuna materjalid ei ole alati standardtingimustes, on olemas ka materjalide tabelid, kus loetletakse konkreetsed mahu väärtused temperatuuri ja rõhu vahemikus. Leiate õhu ja auru üksikasjalikud tabelid.
Konkreetse mahu kasutusalad
Spetsiifilist mahtu kasutatakse kõige sagedamini füüsika ja keemia inseneritöös ning termodünaamika arvutustes. Seda kasutatakse gaaside käitumise ennustamiseks, kui tingimused muutuvad.
Mõelge õhukindlale kambrile, mis sisaldab kindla arvu molekule:
- Kui kamber laieneb, kui molekulide arv püsib, väheneb gaasi tihedus ja erimaht suureneb.
- Kui kamber tõmbub kokku, samal ajal kui molekulide arv püsib, suureneb gaasi tihedus ja erimaht väheneb.
- Kui kambri ruumala hoitakse mõne molekuli eemaldamise ajal konstantsena, väheneb tihedus ja erimaht suureneb.
- Kui kambri ruumala hoitakse uute molekulide lisamise ajal konstantsena, suureneb tihedus ja erimaht väheneb.
- Kui tihedus kahekordistub, väheneb selle erimaht poole võrra.
- Kui konkreetne maht kahekordistub, lõigatakse tihedus pooleks.
Erimaht ja erikaal
Kui on teada kahe aine erimahud, võib seda teavet kasutada nende tiheduse arvutamiseks ja võrdlemiseks. Tiheduse saagiste võrdlemine erikaal väärtused. Erikaalukuse üks rakendamine on ennustada, kas mõni aine ujub või vajub, kui asetatakse teisele ainele.
Näiteks kui aine A erimaht on 0,358 cm3/ g ja aine B erimaht on 0,374 cm3/ g, annab tiheduse iga väärtuse vastupidine väärtus. Seega on A tihedus 2,79 g / cm3 ja B tihedus on 2,67 g / cm3. Erikaal on A ja B tiheduse võrdlusel 1,04 või B suhteline tihedus A suhtes on 0,95. A on tihedam kui B, nii et A vajub B-sse või B hõljub A-l.
Arvutamise näide
Auruproovi rõhk on teadaolevalt 2500 naela / tolli2 temperatuuril 1960 Rankine. Kui gaasi konstant on 0,596, siis milline on auru erimaht?
v = RT / P
v = (0,596) (1960) / (2500) = 0,467 tolli3/lb
Allikad
- Moran, Michael (2014). Insener-termodünaamika alused, 8. toim. Wiley. ISBN 978-1118412930.
- Silverthorn, Dee (2016). Inimese füsioloogia: integreeritud lähenemisviis. Pearson. ISBN 978-0-321-55980-7.
- Walker, Jear (2010) l. Füüsika alused, 9. toim. Halliday. ISBN 978-0470469088.