KEPADATAN RELATIF: PERHITUNGAN, CONTOH, LATIHAN - FISIK - 2024

The kepadatan relatif adalah hubungan berdimensi antara kepadatan zat dan referensi yang biasanya air pada 4 ° C (39,2 ° F) untuk cairan dan padatan, sedangkan untuk gas udara kering digunakan.

Dalam beberapa teks itu juga disebut gravitasi spesifik (terjemahan literal dari berat jenis dalam bahasa Inggris), tetapi konsepnya sama. Kedua kepadatan harus dalam sistem unit yang sama dan telah diukur dalam kondisi tekanan dan suhu yang sama.

Benda terapung memiliki kepadatan relatif lebih rendah dari air. Sumber: PIxabay.

Kepadatan relatif dihitung secara matematis sebagai berikut:

Meskipun massa jenis zat apa pun bergantung pada kondisi tekanan dan suhu di mana ia diukur, terutama jika menyangkut gas, massa jenis relatif adalah konsep yang sangat berguna untuk mengkarakterisasi beragam bahan dengan cepat.

Hal ini dapat langsung terlihat, karena massa jenis air kira-kira 1 gram untuk setiap sentimeter kubik: 1 g / cc atau 1000 kg / m ³ , pada tekanan atmosfer dan dalam kisaran suhu yang baik (dari 0 hingga 15 º C) .

Dengan memberikan massa jenis relatif suatu zat, segera diketahui seberapa ringan atau beratnya terhadap air, zat universal.

Selain itu, massa jenis relatif adalah nilai yang mudah diingat karena diukur dengan angka yang kecil dan mudah ditangani, seperti yang akan terlihat di bagian selanjutnya, di mana nilai massa jenis relatif untuk beberapa zat yang diketahui disebutkan.

Contoh

Kerapatan relatif air jelas 1, karena seperti yang dikatakan di awal, ini adalah standar acuan untuk zat cair dan padatan. Cairan seperti kopi, susu, atau minuman bersoda memiliki kepadatan yang relatif sangat dekat dengan air.

Sedangkan untuk minyak, tidak ada nilai kepadatan relatif tunggal yang berlaku untuk semua, karena ini tergantung pada asal, komposisi dan prosesnya. Sebagian besar kepadatan relatif minyak berada dalam kisaran antara 0,7 dan 0,95.

Gas jauh lebih ringan, sehingga dalam banyak aplikasi acuan yang diambil adalah massa jenis udara, sedemikian rupa sehingga massa jenis relatif menunjukkan seberapa ringan atau berat suatu gas dibandingkan dengan udara. Dibandingkan dengan air, kerapatan relatif udara adalah 0,0013.

Mari kita lihat beberapa nilai kerapatan relatif untuk zat dan bahan yang diketahui.

Kepadatan relatif dari beberapa zat yang diketahui

- Tubuh manusia: 1.07.

- Merkuri: 13.6.

- Gliserin: 1.26.

- Bensin: 0.68.

- Air laut: 1.025.

- Baja: 7.8.

- Kayu: 0,5.

- Es: 0.92.

Nilai kepadatan relatif memberikan informasi langsung tentang apakah suatu zat atau bahan mengapung di air atau sebaliknya tenggelam.

Mengingat hal ini, lapisan minyak akan tetap berada di atas lapisan air, karena hampir semua minyak memiliki berat jenis yang lebih rendah daripada cairan ini. Sebuah kubus kayu dalam air mungkin memiliki sebagian darinya, seperti es.

Selisih dengan kerapatan absolut

Massa jenis mutlak adalah hasil bagi antara massa suatu zat dan volume yang ditempatinya. Karena volume bergantung pada suhu (sebagian besar zat mengembang saat dipanaskan) dan tekanan, kepadatan pada gilirannya bergantung pada dua besaran ini. Secara matematis kami memiliki:

Dimana ρ adalah massa jenis, yang satuannya dalam Sistem Internasional adalah Kg / m ³ , m adalah massa dan V adalah volume.

Karena hubungan volume dengan suhu dan tekanan, nilai densitas yang muncul dalam tabel biasanya ditentukan pada tekanan atmosfer dan dalam rentang suhu tertentu.

Jadi, dalam kondisi normal untuk gas: 1 atmosfer bertekanan dan suhu 0º C, massa jenis udara ditetapkan sebesar 1.293 Kg / m ³ .

Meskipun nilainya mengalami variasi tersebut, namun besarannya sangat tepat untuk menentukan perilaku suatu zat, terutama dalam media yang dianggap kontinu.

Perbedaan dengan kerapatan relatif adalah kerapatan absolut memiliki dimensi, dalam hal ini nilainya bergantung pada sistem satuan yang dipilih. Dengan cara ini massa jenis air pada suhu 4º C adalah:

ρ _air = 1 g / cm ³ = 1000 Kg / m ³ = 1,94 siput / kaki ³

Latihan terselesaikan

-Latihan 1

Temukan volume yang ditempati oleh 16 gram minyak yang berat jenisnya 0,8.

Larutan

Pertama kita temukan kerapatan absolut ρ _oil dari minyak. Menunjukkan kepadatan relatifnya sebagai s _g, kita memiliki:

ρ _oil = 0.8 x Massa jenis air

Untuk massa jenis air, nilai yang diberikan di bagian sebelumnya akan digunakan. Jika massa jenis relatif diketahui, massa jenis absolut segera pulih dengan mengalikan nilai ini dengan massa jenis air. Begitu:

Massa jenis bahan = Massa jenis relatif x Massa jenis air (dalam kondisi normal).

Oleh karena itu, untuk minyak dalam contoh ini:

ρ _minyak = 0,8 x 1 g / cm ³ = 0,8 g / cm ³

Karena massa jenis adalah hasil bagi antara massa m dan volume V, maka akan menjadi sebagai berikut:

-Latihan 2

Batuan memiliki berat jenis 2,32 dan volume 1,42 x 10 ^-4 m ³ . Temukan berat batuan dalam satuan Sistem Internasional dan dalam sistem teknis.

Larutan

Nilai massa jenis air akan digunakan sebagai 1000 Kg / m ³ :

ρ _batuan = 2,32 x 1000 Kg / m ³ = 2,32 x 10 ³ Kg / m ³

Massa m batuan dalam kilogram:

Berat dalam satuan sistem teknis adalah 0,33 Kilogram-force. Jika lebih disukai dalam sistem internasional, maka satuannya adalah Newton, yang massa dikalikan dengan nilai g, percepatan gravitasi.

-Latihan 3

Piknometer adalah wadah yang kepadatan relatif suatu zat dapat ditentukan pada suhu tertentu.

Piknometer. Sumber: Wikipedia.org.

Untuk menentukan kepadatan cairan yang tidak diketahui di laboratorium, prosedur ini diikuti:

Piknometer yang kosong ditimbang dan pembacaannya adalah 26.038 g

- Kemudian piknometer diisi air pada suhu 20º C (berat jenis air 0,99823 gr / cc) dan ditimbang, diperoleh nilai 35,966 gr.

- Akhirnya piknometer yang berisi cairan yang tidak diketahui itu ditimbang dan pembacaan yang diperoleh adalah 37.791 g.

Itu diminta untuk menyimpulkan ekspresi untuk menghitung kepadatan cairan dan menerapkannya dengan data yang diperoleh.

Larutan

Massa air dan fluida ditentukan dengan mengurangkan pembacaan piknometer penuh dari piknometer kosong:

massa _H2O = 35,966 g - 26,038 g = 9,928 g; massa _fluida = 37.791 g - 26.038 g = 11.753 g

Akhirnya itu diganti dalam ekspresi yang disimpulkan:

_fluida ρ = (11,753 g / 9,928 g). 0,99823 g / cc = 1,182 g / cc.

Referensi

1. Encyclopedia Britannica. Berat jenis. Diperoleh dari: britannica.com.
2. Giancoli, D. 2006. Fisika: Prinsip dengan Aplikasi. 6 ^th .. Ed Prentice Hall.
3. Mott, R. 2006. Mekanika Fluida. 4th. Edisi. Pendidikan Pearson. 12-21.
4. Valera Negrete, J. 2005. Catatan tentang Fisika Umum. UNAM. 44-45.
5. White, F. 2004. Mekanika Fluida. Edisi ke-5. Mc Graw Hill. 17-18.