Okul fiziğinden, aynı hacimdeki ancak farklı malzemelerden yapılmış cisimlerin bile temelde farklı kütlelere sahip olduğu her şey bilinmektedir. Bu ifadeden, eğer cisimler aynı malzemeden yapılmışsa ve aynı kütleye sahipse, hacimlerinin de aynı olduğu sonucu çıkar. Yani bir maddenin kütlesi hacmiyle doğru orantılıdır. Kütlenin hacme oranını belirleyen miktara genellikle yoğunluk denir.
Yoğunluk genellikle Latin alfabesinde d harfiyle gösterilir. Bilindiği gibi hacim ve kütle sırasıyla m ve V harfleriyle gösterilmektedir.
Yoğunluk kavramı fizikte yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin bilinen bir yoğunluğu kullanarak bir maddenin kütlesini kolayca bulabilirsiniz. Bunu yapmak için m=Vd formülünü kullanmanız yeterlidir.
Bir birim yoğunluk, kütlesi birim hacim başına bire eşit olan bir maddenin yoğunluğudur. SI sistemine göre yoğunluk kg/m3, GHS sisteminde yoğunluk g/cm3, MKSS sisteminde ise yoğunluğun tem/m3 cinsinden ölçülmesi alışılmış bir durumdur.
Özgül ağırlık nasıl hesaplanır? İnanılmaz derecede sıklıkla yoğunluk kavramıyla birlikte özgül ağırlık gibi bir kavram da kullanılır. Özgül ağırlık genellikle belirli bir maddenin tamamen homojen bir gövdesinin ağırlığının hacmine oranı olarak adlandırılır. Özgül ağırlık Latince ? harfiyle gösterilir. Yani özgül ağırlık, bir maddenin bir birim hacminde bulunan yerçekimi kuvveti olarak düşünülebilir.
Özgül ağırlık nasıl hesaplanır: formül
Özgül ağırlık y=P/V formülü kullanılarak hesaplanır. Özgül ağırlık ve yoğunluk oranı, ağırlık ve vücut kütlesi oranıyla orantılıdır. Yani: y/d=P/m=g.
Bu miktarlar genellikle çeşitli fiziksel verileri hesaplamak için kullanılır. Bu tür hesaplamaları kolaylaştırmak için, farklı ölçüm sistemlerindeki hem katı hem de sıvı maddelerin yoğunluğuna ilişkin bilgilerin yer aldığı özel tablolar oluşturulmuştur. Bu tür tabloların genellikle kesin ve kesin bir yoğunluğa sahip olmayan maddelere (ahşap, beton vb. dahil) ilişkin ölçüm verilerini tamamladığını dikkate almak gerekir. Ayrıca, bir birim sisteminden diğerine geçerken çoğu zaman dönüşüm faktörü olarak 1/10'un alındığını unutmayın (kabul edilen 1/9,8 yerine).
Özgül ağırlık kavramı bilimin ve yaşamın birçok alanında bulunur. Bu terim fizik, tıp, metalurji, ekonomi ve sosyolojide kullanılmaktadır. Bu kadar farklı yönlerin aynı şekilde yorumlanmasını beklemek zordur, dolayısıyla bir fizik referans kitabından alınan özgül ağırlık tanımı ve formülü, bir ekonomi ders kitabındaki formülasyonlardan farklı olacaktır. Ancak öz aynı kalır - belirli bir parçanın bütünle ilgili rolünü ve önemini belirlemek.
"Belirli" teriminin anlamı
Fiziksel ve istatistiksel olmak üzere iki yorumdan bahsedebiliriz:
- Fizikte bir şeyin birimiyle ölçülen niceliğe verilen addır. Örnek olarak bir odayı alalım ve içindeki su buharı miktarını hesaplayalım. A gram değerini elde ettikten sonra buradaki nemin tüm oda için A gram su buharı olduğunu söyleyebiliriz. Odadaki toplam hava miktarını (B kg) bildiğimizde, onu tanıyarak bir kilogram havanın içinde ne kadar su bulunduğunu bulabiliriz. özgül nem . Bir kilogram oda havası A/B g/kg su buharı içerir. Dolayısıyla terimin eşanlamlısı kelimedir. akraba.
- İstatistik bilimlerinde belirli bir bütüne göre alınan belirli bir göstergeye verilen addır. Örnek olarak ülkenin yıllık 500 milyonluk bütçesini alalım ve spora ayrılan payı hesaplayalım. Spora 1 milyon ruble tahsis edildiğini varsayalım - bu, planlanan tüm harcamaların% 0,2'sidir. En önemli bütçe kalemi değil.
Fizik Bilimleri
Fizikte özgül ağırlığa, homojen bir maddenin birim hacmi başına ölçülen ağırlık denir.
SI sistemindeki ağırlık Newton (N) cinsinden gösterilir ve hacim metreküp cinsinden hesaplanır. Böylece gerekli özelliğin birimi metreküp başına Newton (N/küb.m) olur. Bu değerin, ölçülen maddenin bir metreküpünün desteğe etki ettiği kuvveti belirlediği anlaşılmaktadır.
Fiziksel formül: U.V. = Nesnenin ağırlığı, N / Nesnenin hacmi, metreküp. M.
Ağırlık, bir nesneyi basitçe karakterize eden kütleden farklı olarak vektörel bir niceliktir, yani uygulama yönüne sahip olan ve vücudun diğer nesneler üzerindeki etkisini açıklayan bir kuvvettir. Dünya yüzeyindeki normal koşullar altında, fark fizikçiler için değil, bizim için algılanamaz. Konuşma sırasında bu terimleri sıklıkla karıştırırız ve bu konuda hiç endişe duymayız. Ancak bu kavramların temelde farklı anlamlarını anlamak hala önemlidir.
Yukarıdaki formülde bir cismin kütlesini kullanırsak, onun özgül ağırlığını veya yoğunluğunu elde ederiz. Bu parametre birim hacimde ne kadar madde bulunduğunu karakterize eder ve kg/metreküp cinsinden ölçülür. M.
Vücut ağırlığı her zaman aynı kalırken ağırlık, bulunduğu yerin coğrafi enlemine ve deniz seviyesinden yüksekliğine göre değişiklik gösterebilir.
Cismin kütlesinin payının yer çekimi ivmesi ile çarpımını temsil ederek, iki spesifik nicelik arasındaki ilişkiyi görebiliriz:
U.V. = Nesne yoğunluğu * Yerçekimi ivmesi.
Böylece, bir maddenin ağırlığının kütleyle ilişkisi gibi, özgül ağırlığının da yoğunluğuyla ilişkisi olduğunu ve bu oranın, Dünya üzerinde belirli bir noktadaki yer çekimi ivmesine eşit olduğunu söyleyebiliriz.
Metalurjide terim
Gerekli özelliklere sahip bir alaşım elde etmek için metalurjistlerin metallerin özgül ağırlığının neden ve nasıl belirleneceği konusunda iyi bir anlayışa sahip olmaları gerekir. Aynı hacimlerde demir ve alüminyum tamamen farklı göstergelere sahiptir.
Metalurjide, bir malzemenin özgül ağırlığı, yukarıdaki formül kullanılarak, maddenin kütlesinin hacmine bölünmesiyle hesaplanır. En doğru sonuçların alınabilmesi için ölçüm öncesinde metal minimum gözenekli, en homojen duruma getirilir.
Tıpta uygulama
Bazı durumlarda istenen özellik, bir maddenin belirli bir hacminin kütlesini 4 °C'deki aynı hacimdeki su ile karşılaştıran bir katsayı olarak tanımlanır. Bu sıcaklıkta saf damıtılmış suyun özgül ağırlığının bire eşit olduğu bilinmektedir. Ne kadar çok yabancı madde, o kadar fazla ağırlık. Bu göstergeyi bilerek sıvıdaki madde konsantrasyonunun ne kadar yüksek olduğunu belirleyebilirsiniz.
Bu pozisyon tıpta idrar testleri yapılırken kullanılır. Verilen ilk formül idrarın özgül ağırlığının nasıl bulunacağını açıklamaktadır. Bunu yapmak için numunenin ağırlığını hacmine bölmeniz gerekir.
Ekonomi ve Sosyal Bilimler
İktisat ve sosyal bilimlerde bu terim, belirli bir faktörün genel yapıdaki payını ifade eder. Bu kavram, bir sektörün önemini, değerini, payını bütünsel olarak yargılamamıza olanak tanıdığı için büyük önem taşıyor.
Ekonomiden pay almanın formülü: U.V. = Tek bir tablo sütununun değeri / Tüm tablo sütunlarının toplamı.
Bu denklemde, bölen ve bölen aynı ölçü birimleriyle ifade edilir, dolayısıyla istenen miktar doğru bir ondalık kesir veya yüzde olarak sunulacaktır.
İktisat, işletme, sosyoloji, istatistik ve veri analizi gerektiren diğer birçok disiplinde de benzer hesaplamalar yapılmaktadır.
Hesaplarken iki şeyi anlamak önemlidir:
- Kesirin paydası %100'dür ve tablonun tüm sütunlarına ilişkin göstergelerin toplamı bunu aşamaz. Yani, eğer tüm bütçe kalemlerinin yüzdelik paylarını toplarsak, ne fazla ne de az %100 elde ederiz.
- Hesaplamanın sonucu negatif olamaz çünkü bütünün bir kısmını temsil eder.
Yukarıdaki iki formülün birbirinden farklı olmasına ve farklı miktarlarla çalışmasına rağmen yine de ortak bir noktaları vardır. Her iki durumda da nesnenin ağırlığı, önemi, diğer nesneler üzerindeki etkisi ve bir bütün olarak durum hesaplanır.
Bugün özgül ağırlığa ve yoğunluktan farklılığına bakacağız. Katılar için bu özelliğin elde edilmesine yönelik bir yöntem burada gösterilmektedir. Makale, modern dünya için önemli olan bazı maddelerin benzer değerleriyle karşılaştırılan asil metaller arasında en büyük ve en küçük özgül ağırlığı sunmaktadır.
Ağırlık ve kütle arasındaki fark
İlk olarak, günlük yaşamda tamamen önemsiz olan farkı tartışmaya değer. Ancak Dünya gezegeninin yüzeyiyle bağlantılı olmayan uzaydaki cisimlerin hareketiyle ilgili fiziksel problemleri çözüyorsanız, vereceğimiz farklar çok önemlidir. Şimdi ağırlık ve kütle arasındaki farkı açıklayalım.
Ağırlık tespiti
Ağırlık yalnızca yerçekimi alanında, yani büyük nesnelerin yakınında anlamlıdır. Başka bir deyişle, eğer bir kişi bir yıldızın, gezegenin, büyük bir uydunun veya uygun büyüklükte bir asteroitin çekim bölgesinde bulunuyorsa, o zaman ağırlık, sabit bir çerçevede vücudun kendisiyle yerçekimi kaynağı arasındaki engele uyguladığı kuvvettir. referans. Bu miktar Newton cinsinden ölçülür. Bir yıldızın uzayda asılı olduğunu, ondan biraz uzakta bir taş levha olduğunu ve levhanın üzerinde bir demir topun bulunduğunu hayal edin. Bu onun engele bastığı kuvvettir, bu da ağırlık olacaktır.
Bildiğiniz gibi yerçekimi, çeken cismin uzaklığına ve kütlesine bağlıdır. Yani, eğer top ağır bir yıldızdan uzakta veya küçük ve nispeten hafif bir gezegene yakınsa, o zaman plaka üzerinde de aynı şekilde hareket edecektir. Ancak yerçekimi kaynağından farklı mesafelerde aynı nesnenin direnç kuvveti farklı olacaktır. Bu ne anlama geliyor? Bir kişi bir şehirde hareket ederse hiçbir şey olmaz. Ancak bir tırmanıcıdan veya bir denizaltından bahsediyorsak, ona şunu bildirin: okyanusun derinliklerinde, çekirdeğe daha yakın olan nesneler, deniz seviyesinden daha fazla ağırlığa sahiptir ve dağların yükseklerinde - daha azdır. Ancak gezegenimiz içinde (bu arada, güneş sistemindeki en büyüğü bile değil) fark o kadar önemli değil. Atmosferin ötesine, uzaya giderken fark edilir hale gelir.
Kütlenin belirlenmesi
Kütle eylemsizlikle yakından ilişkilidir. Daha derine inerseniz vücudun nasıl bir çekim alanı oluşturduğunu belirler. Bu fiziksel miktar en temel özelliklerden biridir. Yalnızca göreceli olmayan (yani ışığa yakın) hızlardaki maddeye bağlıdır. Ağırlıktan farklı olarak kütle, başka bir nesneye olan mesafeye bağlı değildir; onunla etkileşimin kuvvetini belirler.
Ayrıca bir cismin kütlesinin değeri, belirlendiği sisteme göre değişmez. Kilogram, ton, pound (ayakla karıştırılmaması gereken) ve hatta taş (İngilizce “taş” anlamına gelir) gibi miktarlarla ölçülür. Her şey bir kişinin hangi ülkede yaşadığına bağlıdır.
Özgül ağırlığın belirlenmesi
Artık okuyucu iki benzer kavram arasındaki bu önemli farkı anladığı ve bunları birbiriyle karıştırmadığı için özgül ağırlığın ne olduğuna geçebiliriz. Bu terim, bir maddenin ağırlığının hacmine oranını ifade eder. Evrensel SI sisteminde metreküp başına Newton olarak gösterilir. Tanımın, tamamen teorik (genellikle kimyasal) açıdan veya homojen cisimlerle ilişkili olarak bahsedilen bir maddeye atıfta bulunduğunu unutmayın.
Fiziksel bilginin belirli alanlarında çözülen bazı problemlerde, özgül ağırlık şu oran ile hesaplanır: incelenen maddenin eşit hacimli dört santigrat derecelik sudan ne kadar ağır olduğu. Kural olarak, bu yaklaşık ve göreceli değer, biyoloji veya jeoloji yerine bilimlerde kullanılır. Bu sonuç, belirtilen sıcaklığın gezegendeki okyanustaki ortalama olduğu gerçeğine dayanmaktadır. Başka bir deyişle, ikinci yöntemle belirlenen özgül ağırlığa bağıl yoğunluk denilebilir.
Özgül Ağırlık ve Yoğunluk Arasındaki Fark
Bu miktarı belirleyen oran, kütlenin hacme bölünmesi nedeniyle kolaylıkla yoğunlukla karıştırılabilir. Ancak ağırlık, daha önce de öğrendiğimiz gibi, yerçekimi kaynağına olan mesafeye ve kütlesine bağlıdır ve bu kavramlar farklıdır. Belirli koşullar altında, yani düşük (göreceli olmayan) hızda, sabit g ve küçük ivmelerde, yoğunluk ve özgül ağırlığın sayısal olarak çakışabileceğine dikkat edilmelidir. Bu, iki miktarı hesaplarken onlar için aynı değeri alabileceğiniz anlamına gelir. Yukarıdaki koşulların gerçekleşmesi durumunda böyle bir tesadüf, iki kavramın bir ve aynı olduğu fikrine yol açabilir. Bu yanılgı, bunların altında yatan özellikler arasındaki temel farklılık nedeniyle tehlikelidir.
Özgül Ağırlık Ölçümü
Metallerin ve diğer katıların özgül ağırlığını evde elde etmek zordur. Ancak derin kaseli terazilerle donatılmış basit bir laboratuvarda, örneğin bir okulda bu zor olmayacaktır. Metal bir nesne normal koşullar altında, yani sadece havada tartılır. Bu değeri x1 olarak kaydedeceğiz. Daha sonra nesnenin bulunduğu kase suya batırılır. Aynı zamanda Arşimed'in meşhur kanununa göre kilo verir. Cihaz orijinal konumunu kaybeder, külbütör kolu bükülür. Dengeleme için ağırlık eklenir. Değerini x2 ile gösterelim.
Cismin özgül ağırlığı x1'in x2'ye oranı olacaktır. Metallere ek olarak, farklı toplanma durumlarındaki, eşit olmayan basınç, sıcaklık ve diğer özelliklerdeki maddelerin özgül ağırlığı ölçülür. Gerekli değeri belirlemek için tartım, piknometre ve hidrometre yöntemleri kullanılır. Her özel durumda, tüm faktörleri dikkate alan deneysel kurulumlar seçilmelidir.
Özgül ağırlığı en yüksek ve en düşük olan maddeler
Saf matematiksel ve fiziksel teoriye ek olarak benzersiz kayıtlar da ilgi çekicidir. Burada kimyasal sistemin kayıtlı özgül ağırlığı en yüksek ve en düşük olan unsurlarını listelemeye çalışacağız. Demir dışı metaller arasında en ağır olanı platin ve altındır, bunu antik Yunan kahramanının adını taşıyan tantal takip eder. İlk iki maddenin özgül ağırlığı, aşağıdaki gümüş, molibden ve kurşunun neredeyse iki katıdır. Asil metaller arasında en hafif olanı, biraz daha ağır olan vanadyumdan neredeyse altı kat daha az olan magnezyumdur.
Diğer bazı maddelerin özgül ağırlık değerleri
Modern dünya, demir ve onun çeşitli alaşımları olmadan mümkün olmazdı ve bunların özgül ağırlıkları hiç şüphesiz bileşime bağlıdır. Değeri bir veya iki birim arasında değişir ancak ortalama olarak bunlar tüm maddeler arasında en yüksek değerler değildir. Peki alüminyum hakkında ne söyleyebiliriz? Yoğunluğu gibi özgül ağırlığı da çok düşüktür; magnezyumun yalnızca iki katı. Bu, özellikle dayanıklılık ve şekillendirilebilirlik gibi özellikleriyle birlikte, örneğin yüksek binaların veya uçakların inşası için önemli bir avantajdır.
Ancak bakırın özgül ağırlığı çok yüksektir; neredeyse gümüş ve kurşunla aynı düzeydedir. Aynı zamanda alaşımları, bronz ve pirinç, tartışılan değerden daha düşük değere sahip diğer metaller nedeniyle biraz daha hafiftir. Çok güzel ve inanılmaz derecede pahalı bir elmasın özgül ağırlık değeri düşüktür - magnezyumun yalnızca üç katı. Benzer yapılara sahip olmalarına rağmen, modern minyatür cihazların onsuz imkansız olacağı silikon ve germanyum yine de farklıdır. Her ne kadar her ikisi de bu ölçekte nispeten hafif maddeler olsa da, birincisinin özgül ağırlığı ikincinin neredeyse yarısı kadardır.
Bir sıvının mekanik özelliklerinin en önemli özellikleri yoğunluğu ve özgül ağırlığıdır. Sıvının “yerçekimini” belirlerler.
Yoğunluk ρ (kg/m3) sıvının kütlesini ifade eder T, hacminin bir biriminde bulunur V, onlar.
ρ = m/V.
Formüllerde yoğunluk yerine özgül ağırlık γ (N/m3) de kullanılabilir; ağırlık G, birim hacim başına V:
γ =G/V.
Bir sıvının yoğunluğu ve özgül ağırlığı birbiriyle ilişkilidir. Bunu göz önünde bulundurursak, bu bağlantı kolayca kurulabilir. G = mg:
γ =G/V = mg/V= ρg.
Sıcaklık ve basınçtaki değişikliklerle birlikte bir sıvının yoğunluğunda ve özgül ağırlığındaki değişiklikler önemsizdir ve çoğu durumda dikkate alınmaz. En sık kullanılan sıvı ve gazların yoğunlukları (kg/m3): benzin - 710...780; gazyağı - 790...860; su - 1000; cıva - 13600; hidrolik sistem yağı (AMG-10) - 850; iş mili yağı - 890...900; endüstriyel yağ - 880...920; türbin yağı - 900; metan - 0,7; hava - 1,3; karbondioksit - 2,0; propan - 2,0.
1.3.2 Viskozite
Viskozite, bir sıvının kaymaya karşı direnç gösterme yeteneğidir, yani akışkanlığın ters özelliğidir (daha viskoz sıvılar daha az akışkandır). Viskozite, teğetsel gerilimlerin (sürtünme gerilimleri) oluşmasıyla kendini gösterir. Duvar boyunca katmanlı sıvı akışını ele alalım (Şekil 1.3). Bu durumda viskozitesinden dolayı akışkan akışı engellenir. Üstelik duvara ne kadar yakınsa katmandaki sıvının hareket hızı da o kadar düşük olur. Newton'un hipotezine göre, belirli bir mesafedeki bir sıvı tabakasında ortaya çıkan kayma gerilimi en duvardan bağımlılıkla belirlenir
Nerede dυ/dy - Hızdaki artış oranını karakterize eden hız gradyanı υ duvardan uzaklaşırken (eksen boyunca) y).
Bağımlılığa (1.5) Newton'un sürtünme kanunu denir. Hidrolik sistemlerde kullanılan çoğu akışkanın akışı Newton'un sürtünme kanununa uyar ve Newton akışkanları olarak adlandırılır. Ancak yasanın (1.5) bir dereceye kadar ihlal edildiği sıvıların da olduğu unutulmamalıdır. Bu tür akışkanlara Newtonyen olmayan denir.
(1.5)'te yer alan μ miktarına sıvının dinamik viskozitesi denir. Pas cinsinden veya 1 Pz = 0,1 Pas dengesinde ölçülür. Ancak pratikte kinematik viskozite daha geniş bir uygulama alanı bulmuştur:
e 
ikincisinin SI sistemindeki ölçüm birimi m2 / s veya genellikle Stokes olarak adlandırılan daha küçük bir birim cm2 / s'dir, 1 St = 1 cm2 / s. Centistokes ayrıca viskoziteyi ölçmek için de kullanılır: 1 cSt = 0,01 St.
İÇİNDE 
Sıvıların viskozitesi büyük ölçüde sıcaklığa bağlıdır ve sıcaklık arttıkça damlacık sıvıların viskozitesi azalır, gazların viskozitesi artar (Şekil 1.4). Bu durum moleküllerin birbirine yakın konumlandığı damlacık sıvılarda viskozitenin moleküler yapışma kuvvetlerinden kaynaklandığı gerçeğiyle açıklanmaktadır. Bu kuvvetler artan sıcaklıkla zayıflar ve viskozite azalır. Gazlarda moleküller birbirinden çok daha uzakta bulunur. Bir gazın viskozitesi moleküllerin kaotik hareketinin yoğunluğuna bağlıdır. Sıcaklık arttıkça bu yoğunluk artar ve gazın viskozitesi artar.
Sıvıların viskozitesi de basınca bağlıdır ancak bu değişiklik önemsizdir ve çoğu durumda dikkate alınmaz.
1.3.3 Sıkıştırılabilirlik
Sıkıştırılabilirlik, bir sıvının basınç altında hacmini değiştirme yeteneğidir. Damlacık sıvıların ve gazların sıkıştırılabilirliği önemli ölçüde farklılık gösterir. Böylece damlacık sıvılar, basınç değiştiğinde hacimlerini çok az değiştirirler. Aksine, gazlar basınç altında önemli ölçüde sıkıştırılabilir ve basınç olmadığında süresiz olarak genişleyebilir.
Gazların çeşitli koşullar altında sıkıştırılabilirliğini hesaba katmak için, gaz durum denklemleri veya politropik işlemlere yönelik bağımlılıklar kullanılabilir.
Damlacık sıvıların sıkıştırılabilirliği hacimsel sıkıştırma katsayısı β p (Pa -1) ile karakterize edilir:
Nerede dV- basınç altında hacimdeki değişiklik; doktor - basınç değişimi; V- sıvı hacmi.
Formüldeki eksi işareti, basınç arttıkça sıvı hacminin azalmasından kaynaklanmaktadır, yani. Basınçtaki pozitif bir artış hacimde negatif bir artışa neden olur.
Sonlu basınç artışları ve bilinen başlangıç hacmi için v 0 sıvının son hacmi belirlenebilir
ayrıca yoğunluğu
(1.9)
Hacimsel sıkıştırma oranının β p'nin tersi, sıvının hacimsel elastikiyet modülü (veya elastikiyet modülü) olarak adlandırılır. k = 1/ β р (Pa). Bu miktar, basınçtaki değişiklikleri hacimdeki değişikliklerle ilişkilendiren genelleştirilmiş Hooke yasasına dahildir.
Damlacık sıvıların elastiklik modülü sıcaklık ve basınçtaki değişikliklerle değişir. Ancak çoğu durumda k Belirli bir sıcaklık veya basınç aralığında ortalama değeri alınarak sabit bir değer olarak kabul edilir. Bazı sıvıların esneklik modülü (MPa): benzin - 1300; gazyağı - 1280; su - 2000; cıva - 32400; hidrolik sistem yağı (AMG-10) - 1300; endüstriyel yağ 20 - 1360; endüstriyel yağ 50 - 1470; türbin yağı - 1700.
^1.3.4 Termal genleşme
Bir sıvının sıcaklıktaki değişikliklerle hacmini değiştirme yeteneğine termal genleşme denir. Termal genleşme katsayısı β t ile karakterize edilir.
Nerede dT- sıcaklık değişimi; dV- sıcaklık nedeniyle hacimdeki değişiklik ; V- sıvı hacmi.
Sonlu sıcaklık artışlarında
. (1.13)
Formül (1.12), (1.13)'den görülebileceği gibi artan sıcaklıkla sıvının hacmi artar, yoğunluğu azalır.
Sıvıların termal genleşme katsayısı basınç ve sıcaklığa bağlıdır; dolayısıyla su için t = 0 0 C ve p = 0,1 MPa β t = 14·10 –6 1/derece ve t = 100 0 C ve p = 10'da MPa β t = 700·10 –6 1/derece yani 50 kez değişir. Ancak pratikte genellikle belirli bir sıcaklık ve basınç aralığında ortalama değer alınır. Örneğin mineral yağlar için
β t ≈ 800·10 –6 1/derece
Gazların hacimleri sıcaklık değişimleriyle oldukça önemli ölçüde değişir. Bu değişikliği hesaba katmak için gazların durum denklemleri veya politropik süreçlere ilişkin formüller kullanılır.
1.3.5 Volatilite
Herhangi bir sıvı damlacığı, toplanma durumunu değiştirme, özellikle de buhara dönüşme yeteneğine sahiptir. Damlacık sıvıların bu özelliğine buharlaşma denir.
İÇİNDE 
Hidrolikte en önemli durum, tüm hacim boyunca yoğun buharlaşmanın başladığı durumdur - sıvının kaynaması. Kaynatma işlemine başlamak için belirli koşulların (sıcaklık ve basınç) yaratılması gerekir. Örneğin damıtılmış su normal atmosfer basıncında ve 100 °C sıcaklıkta kaynar. Ancak bu, kaynar suyun özel bir durumudur. Aynı su, farklı bir basıncın etkisi altındaysa farklı bir sıcaklıkta kaynayabilir, yani hidrolik sistemde kullanılan sıvının her sıcaklık değeri için kaynadığı farklı bir basınç vardır.
Bu basınca doymuş buhar basıncı denir r n.p. . Büyüklük r np daima mutlak basınç olarak verilir ve sıcaklığa bağlıdır.
Örneğin, Şekil 1.5 doymuş su buharı basıncının sıcaklığa bağımlılığını göstermektedir. Grafikte bir nokta vurgulanıyor ^A, 100 °C sıcaklığa ve normal atmosfer basıncına karşılık gelir r a. Suyun serbest yüzeyinde daha yüksek bir basınç oluşursa sayfa 1, daha sonra daha yüksek sıcaklıkta kaynayacaktır T1(nokta İÇİNDEŞekil 1.5). Ve tam tersi, düşük basınçta sayfa 2 su daha düşük sıcaklıkta kaynar T2(Şekil 1.5'te C noktası).
^ 1.3.6 Gazların çözünürlüğü
Birçok sıvı gazları çözme yeteneğine sahiptir. Bu kapasite, sıvının birim hacmi başına çözünmüş gaz miktarı ile karakterize edilir, farklı sıvılara göre değişir ve artan basınçla birlikte değişir.
Henry kanununa göre, bir sıvı içinde tamamen doyuncaya kadar çözünen gazın bağıl hacminin basınçla doğru orantılı olduğu düşünülebilir.
V g /V f = k p/p 0,
Nerede V g –çözünmüş gazın hacmi normal koşullara düşürüldü ( p 0, T 0);
V f – sıvı hacmi;
k-çözünürlük katsayısı;
R - sıvı basıncı.
Katsayı k 20 0 C'de aşağıdaki değerlere sahiptir: su için - 0,016, gazyağı - 0,13, mineral yağlar - 0,08, AMG-10 sıvı - 0,1.
Basınç düştüğünde, sıvı içinde çözünen gaz, içinde çözündüğünden daha yoğun bir şekilde serbest bırakılır. Bu olgu hidrolik sistemlerin çalışmasını olumsuz yönde etkileyebilir.
2 HİDROSTATİK
^ 2.1 Hidrostatik basıncın özellikleri. Hidrostatiğin temel denklemi
Hidrostatik, akışkan dengesi kanunları ve bunların pratik uygulamalarıyla ilgilenen hidroliğin bir dalıdır. Durgun bir akışkanda, yalnızca basınç gerilimleri ortaya çıkar ve teğetsel gerilimler etki edemez, çünkü akışkandaki herhangi bir teğetsel gerilim onun hareket etmesine neden olur; dinlenme durumunu bozacaktır. Bölüm 1'de, basınç geriliminin sonsuz küçük bir alana dik olarak etki eden bir kuvvetten kaynaklandığı gösterilmiştir. Bu, hidrostatik basıncın ilk özelliğini ifade eder: hidrostatik basınç yüzeye normal etki eder ve sıkıştırıcıdır, yani söz konusu hacmin içinde etki eder.
Hidrostatik basıncın ikinci özelliği şudur: Durgun bir sıvının içindeki herhangi bir noktada hidrostatik basınç, etki ettiği alanın yönüne bağlı değildir, yani tüm yönlerde aynıdır.
Hidrostatik basıncın bu özelliklerinden hidrostatikin temel denklemi elde edilebilir. Sıvının bir kapta olmasına izin verin ve basınç kabın serbest yüzeyine etki eder r a.(Şekil 2.1). Basıncı belirleyelim R derinlikte bulunan, keyfi olarak seçilmiş bir noktada H.
D 
İstenilen basıncı belirlemek için R keyfi olarak seçilen bir noktanın etrafında sonsuz küçük bir yatay alan alıyoruz ΔS ve üzerine sıvının açık yüzeyine bir silindir inşa edin. Seçilen sıvı hacmine yukarıdan aşağıya doğru basınç çarpımına eşit bir kuvvet etki eder p 0 Meydana ΔS ve tahsis edilen sıvı hacminin ağırlığı G.
Seçilen noktada istenilen basınç R her yöne eşit etki eder (hidrostatik basıncın ikinci özelliği). Ancak seçilen hacimde, bu basıncın yarattığı kuvvet yüzeye dik etki eder ve hacmin içine doğru yönlendirilir (hidrostatik basıncın ilk özelliği), yani. kuvvet yukarı doğru yönlendirilir ve ürüne eşittir R Meydana ΔS. Daha sonra tahsis edilen sıvı hacminin dikey yönde denge koşulu eşitlik olacaktır.
p ∙ ΔS - G - p 0 ∙ΔS = 0.
Ağırlık G Belirli bir sıvı silindirinin hacmi hesaplanarak belirlenebilir. V:
G= V∙ p ∙g = ΔS∙ h ∙ ρ ∙g.
Matematiksel ifadeyi değiştirerek G denge denklemine girme ve bunu istenen basınca göre çözme R, sonunda onu alacağız
p = p 0 + ρ g h.(2.1)
Ortaya çıkan denklem denir Hidrostatiğin temel denklemi . Durgun bir sıvının içindeki herhangi bir noktadaki basıncı, basıncın toplamı olarak hesaplamanıza olanak tanır. p 0 sıvının dış yüzeyinde ve üstteki sıvı katmanlarının ağırlığından kaynaklanan basınç - ρ g h.
Büyüklük p 0 sıvı hacmindeki tüm noktalar için aynıdır, bu nedenle hidrostatik basıncın özelliklerini dikkate alarak şunu söyleyebiliriz: Bir sıvının dış yüzeyine uygulanan basınç, bu sıvının her noktasına ve her yöne eşit olarak iletilir.. Bu hüküm şu şekilde bilinmektedir: Pascal yasası.
Formül (2.1)'den görülebileceği gibi sıvı basıncı, doğrusal bir yasaya göre derinlikle birlikte artar ve belirli bir derinlikte sabit bir değer vardır. Basıncı her noktada eşit olan yüzeye denir yüzey seviyesi. Sıvıya yalnızca yerçekiminin etki ettiği durumda, seviyenin yüzeyleri yatay düzlemlerdir ve serbest yüzey, seviyenin yüzeylerinden biridir.
İstenilen yükseklikte yatay bir karşılaştırma düzlemi alalım. Tarafından belirlenmiş z bu düzlemden söz konusu noktaya kadar olan mesafe, z 0 - serbest yüzeye olan mesafe ve denklem (2.1)'de değiştirilmesi H Açık z – z 0 hidrostatiğin temel denklemini başka bir biçimde elde ederiz:
. (2.2)
Göz önünde bulundurulan nokta keyfi olarak seçildiğinden, sabit bir sıvı hacminin herhangi bir noktası için ileri sürülebilir.
.
Koordinat z isminde geometrik yükseklik, büyüklük p/ρg –piyezometrik yükseklik ve bunların toplamı hidrostatik kafa. Böylece hidrostatik yük, sabit sıvının tüm hacmi için sabit bir değerdir.
Hidrostatiğin temel denklemi pratik problemlerin çözümünde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak pratik hesaplamalarda kullanılırken yüksekliğe özellikle dikkat edilmelidir. HÇünkü hem pozitif hem de negatif değerler alabilir.
Nitekim basıncı belirlediğimiz nokta, başlangıç basıncının olduğu noktanın altında bulunuyorsa, hidrostatik temel yasasının matematiksel gösteriminde formül (2.1)'de olduğu gibi “+” işareti yerleştirilir. Basıncı belirlediğimiz noktanın başlangıç basıncının olduğu noktanın üzerinde olması durumunda denklemdeki “+” işareti “-” olarak değişir, yani
р о = р – ρ g h.
Hidrostatiğin temel yasasında bir işaret seçerken, belirli bir sıvıda bir nokta ne kadar düşük (derin) olursa, bu noktadaki basıncın o kadar büyük olacağını her zaman hatırlamanız gerekir.
Sonuç olarak hidrostatiğin temel denkleminin basınç ölçümünde yaygın olarak kullanıldığını da eklemek gerekir.
^ 2.2 Basıncı ölçmek için cihaz ve aletler
Bölüm 1'de gösterildiği gibi basınç mutlak, gösterge veya vakum basıncı olabilir. Makine yapımı hidroliğinde en sık aşırı ve vakum basınçları kullanılır, bu nedenle bu basınçların ölçülmesine en büyük özeni göstereceğiz.
Aşırı basıncı ölçmek için en basit cihaz, dikey olarak monte edilmiş şeffaf bir tüp olan, üst ucu atmosfere açık olan ve alt ucu basıncın ölçüldüğü kaba bağlanan bir piyezometredir (Şekil 2.2, A). Formül (2.1)'i piyezometrenin içerdiği sıvıya uygulayarak şunu elde ederiz:
р abs = р a + ρ gh p,
Nerede karın kasları- piyezometre bağlantısı seviyesinde sıvıdaki mutlak basınç,
pa- Atmosfer basıncı.
Dolayısıyla piyezometrede yükselen sıvının yüksekliği (piyezometrik yükseklik)
.
(2.3)
Dolayısıyla piyezometrik yükseklik, belirli bir noktadaki aşırı basınca karşılık gelen sıvı sütununun yüksekliğidir.
Bir piyezometre kullanılarak yapılan ölçümler uzunluk birimleri cinsinden gerçekleştirilir, bu nedenle bazen basınçlar belirli bir sıvının sütununun yüksekliğinin birimleriyle ifade edilir. Örneğin atmosfer basıncı 760 mm Hg'ye eşittir. Art., piyezometredeki 760 mm'lik cıva sütunu yüksekliğine karşılık gelir. Bu değeri ρ RT = 13600 kg/m3'te denklem (2.3)'te yerine koyarsak, 1.013 · 10 5 Pa'ya eşit bir atmosfer basıncı elde ederiz. Bu miktara fiziksel atmosfer denir. 736 mm Hg'ye karşılık gelen teknik atmosferden farklıdır. Sanat. Bu sayı formül (2.3)'te değiştirilerek elde edilebilir. kulübe= 1 atm ve yüksekliği hesaplayın hp.
Bir cam tüp kullanarak vakum basıncını da ölçebilirsiniz; tüpteki sıvı ölçüm seviyesinin altına düşecektir (bkz. Şekil 2.2b). Bu durumda
p abs = p a - ρ gh p,
Neresi 
. (2.4)
Formül (2.4), sıvı emmenin maksimum yüksekliğini belirlemenizi sağlar. İnanmak p abs = 0 ve doymuş buhar basıncını hesaba katmadan şunu elde ederiz:
Normal atmosfer basıncında (0,1033 MPa) yükseklikte N maks su için 10,33 m, benzin için - 13,8 m, cıva için - 0,760 m vb.
İLE
En yaygın sıvı basınç göstergelerinin ve vakum göstergelerinin diyagramları Şekil 2.3'te sunulmaktadır.
Şekil 2.3 - Sıvı basınç göstergelerinin şemaları:
a) U şeklinde basınç göstergesi; b) kap basınç göstergesi; c) diferansiyel basınç göstergesi;
d) iki akışkanlı mikromanometre; d) iki sıvılı kap manometresi.
P 
Ezometrelerin tasarımı basittir ve yüksek ölçüm doğruluğu sağlar. Ancak yüksek basınçların ölçülmesine izin vermezler. Bunu aşağıdaki örnekle doğrulayalım. Aşırı basıncı ölçmek için bir piyezometre kullanılmasına izin verin 6'dan itibaren s.= 0,1 MPa ≈ 1 at yoğunluğu suyun yoğunluğuna eşit olan bir sıvıda (ρ = 1000 kg/m3). Daha sonra formül (2.3)'ten verilen koşullar altında piyezometredeki su sütununun yüksekliğini elde ederiz. N≈ 10 m, bu çok önemli bir değer. Makine mühendisliğinde, piyezometrelerin kullanımını sınırlayan daha yüksek basınçlar (yüzlerce atmosfer) kullanılır.
Çalışma prensibi bakımından benzer cıva kullanan cihazlar, piyezometrik yüksekliklerin 13,6 kat azaltılmasını mümkün kılar (cıva sudan 13,6 kat daha ağırdır). Ancak cıva zehirlidir ve bu tür cihazların makine mühendisliğinde kullanımı pratik olarak durdurulmuştur.
Yaylı basınç göstergeleri, teknolojide basıncı ölçmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Böyle bir cihazın ana elemanı (Şekil 2.4) yaylı ince duvarlı bir tüptür. 1 (genellikle pirinç). Borunun uçlarından biri sızdırmaz ve hareketlidir, diğeri ise sabittir ve ona ölçülen basınç verilir. Borunun hareketli ucu 1 oka kinematik olarak bağlı 3. Basınç değiştiğinde konumu değişir ve oku hareket ettirir 3, ölçekte karşılık gelen sayıyı gösterir 2.
Vakumu ölçmek için kullanılan yaylı aletlerin, yaylı basınç göstergelerinden ne temel ne de tasarım farklılıkları vardır. Vakumu ölçen cihazlara vakum ölçerler denir.
Hem aşırı basıncın hem de vakumun ölçülmesine olanak sağlayan aletler de üretilmektedir. Bunlara genellikle basınç ve vakum göstergeleri denir.
Meteorolojide atmosfer basıncının mutlak değerleri barometreler kullanılarak ölçülür. Makine mühendisliği sistemleri için mutlak basınçların ölçülmesinin pratik bir önemi yoktur.
^2.3 Düz bir duvara uygulanan basınç kuvveti
D 
Şu ana kadar sıvılarda etkili olan basınçlar dikkate alındı. Ancak sıvının çeşitli duvarlar üzerindeki etkisinden kaynaklanan kuvvetler pratik açıdan daha önemlidir.
Bir sıvının düz bir duvara uyguladığı kuvveti belirlerken, duvarın ufka doğru α açısıyla eğimli olduğu ve basıncın sıvının serbest yüzeyine etki ettiği genel durumu dikkate alırız. p 0(Şekil 2.5).
Basınç kuvvetini hesaplayalım F dikkate alınan duvarın bir bölümüne bir alanla etki eden S. Eksen Ah duvar düzleminin sıvının serbest yüzeyi ile kesişme çizgisi ve eksen boyunca yönlendiriyoruz Kuruluş Birimi - duvar düzleminde bu çizgiye dik.
İlk önce sonsuz küçük bir alana uygulanan temel basınç kuvvetini ifade edelim. dS:
dF = p dS = (p o + ρ gh) dS = p o dS + ρ g h d S,
Nerede ro- serbest yüzey üzerindeki basınç;
H- site derinliği dS.
Toplam gücü belirlemek için F Ortaya çıkan ifadeyi tüm alana entegre edelim S:
Nerede y - saha koordinatı dS.
Son integral alanın statik momentini temsil eder S eksene göre Ah ve bu alanın ağırlık merkezinin koordinatıyla çarpımına eşittir (nokta İLE), yani
,
Buradan
Burada h- alanın ağırlık merkezinin derinliği S.
Özgül ağırlık ve hesaplanması en sık kullanılan göstergelerden biridir. Hesaplaması istatistik, organizasyon ekonomisi, finansal iş analizi, ekonomik analiz, sosyoloji ve diğer birçok disiplinde kullanılmaktadır. Ek olarak, ders çalışmalarının ve tezlerin analitik bölümleri yazılırken özgül ağırlık göstergesi kullanılır.
Başlangıçta özgül ağırlık, istatistiksel analiz yöntemlerinden biri, hatta daha doğrusu göreceli değer çeşitlerinden biridir.
Yapının göreceli boyutu özgül ağırlıktır. Bazen özgül ağırlığa olayın payı denir, yani. Bu, bir elementin toplam nüfus hacmindeki oranıdır. Bir elementin veya özgül ağırlığın (istediğiniz gibi) payının hesaplanması çoğunlukla yüzde olarak yapılır.
//
Özgül ağırlığı hesaplamak için formül
Formülün kendisi farklı yorumlarda sunulabilir ancak anlamı aynıdır ve hesaplama prensibi aynıdır.
Olayın yapısı her zaman% 100'e eşit olmalıdır, ne fazla ne de az; 100'ün kesirlerinin eklenmesi işe yaramazsa, ek yuvarlama yapın ve hesaplamaların kendisi en iyi yüzde birlerle yapılır.
Hesapladığınız şeyin yapısı o kadar önemli değil - varlıkların yapısı, gelir veya giderlerin payı, personelin yaşa, cinsiyete, hizmet süresine, eğitime göre payı, ürünlerin payı, nüfus yapısı, pay maliyetteki maliyetlerin - hesaplamanın anlamı aynı olacak, bölüyoruz. Parçayı toplamla 100 ile çarpıyoruz ve özgül ağırlığı elde ediyoruz. Problemin metninde farklı kelimelerden korkmayın, hesaplama prensibi her zaman aynıdır.
Özgül ağırlık hesaplama örneği
Payların toplamına bakıyoruz ∑d = 15,56+32,22+45,56+6,67 = %100,01, bu hesaplamada %100'den sapma var yani %0,01'i çıkarmak gerekiyor. 50 yaş ve üzeri gruptan çıkarırsak bu grubun düzeltilmiş payı %6,66 olacaktır.
Elde edilen verileri son hesaplama tablosuna giriyoruz
Özgül ağırlığın belirlenmesine yönelik tüm doğrudan problemler bu hesaplama ilkesine sahiptir.
Karmaşık yapı - Kaynak verilerin karmaşık bir yapı sunduğu ve olgu içerisinde çeşitli gruplamaların yapıldığı durumlar vardır. Nesne gruplara bölünmüştür ve her grup da henüz bir alt grup değildir.
Böyle bir durumda hesaplamanın iki yolu vardır:
– ya tüm grupları ve alt grupları basit bir şemaya göre hesaplayacağız, her sayıyı nihai verilere böleceğiz;
Ya grupları genel verilerden, alt grupları ise verilen grubun değerinden sayarız.
Basit bir yapı hesaplaması kullanıyoruz. Her grubu ve alt grubu toplam nüfusa bölüyoruz. Bu hesaplama yöntemini kullanarak her grubun ve alt grubun toplam nüfus içindeki payını buluyoruz. Kontrol ederken yalnızca grupları eklemeniz gerekecektir - bu örnekte toplam sayıdaki kentsel ve kırsal nüfus; aksi takdirde tüm verileri toplarsanız payların toplamı %200 olur ve çift sayım olur görünecek.
Hesaplama verilerini tabloya giriyoruz
Her grubun toplam nüfus içindeki payını ve her alt grubun grup içindeki payını hesaplayalım. Kentsel ve kırsal nüfusun toplam nüfus içindeki payı, yüzde 65,33 ve yüzde 34,67'nin üzerinde hesaplamada olduğu gibi aynı kalacak.
Ancak kadın ve erkek paylarının hesaplanması değişecek. Şimdi kentsel nüfusun veya kırsal nüfusun büyüklüğüne göre kadın ve erkek oranını hesaplamamız gerekecek.
Bu kadar. Karmaşık veya zor bir şey yok.
Hesaplamalarında herkese iyi şanslar!
Makalede bir şey net değilse, yorumlarda sorular sorun.
Ve aniden birisi sorunları çözmekte zorlanırsa, grupla iletişime geçin, biz de yardımcı olacağız!