الثقل النوعي هو نسبة كثافة السائل إلى كثافة الماء ، ما هي الثقل النوعي للغاز؟

الثقل النوعي (الكثافة النسبية) يسمى SG أيضًا الكثافة النسبية التي هي نسبة كثافة مادة إلى كثافة مادة قياسية. عند درجة حرارة محددة ويمكن التعبير عنها كـ

SG = ρsubstance / ρH2O 

أين
SG = الثقل النوعي للمادة
ρsubstance = كثافة السائل أو المادة [kg / m3]
ρH2O = كثافة الماء - عادة عند درجة حرارة 4 درجة مئوية [كجم / م 3]

الثقل النوعي للغاز ، γ ، هو نسبة كثافة الغاز عند الضغط القياسي ودرجة الحرارة إلى كثافة الهواء عند نفس الضغط القياسي ودرجة الحرارة. عادة ما تكون درجة الحرارة القياسية 60 درجة فهرنهايت ، والضغط القياسي عادة 14.696 رطل / بوصة مربعة. ومع ذلك ، يتم استخدام معايير مختلفة قليلاً في بعض الأحيان في مواقع مختلفة ووحدات مختلفة. يمكن استخدام قوانين الغاز المثالية لإظهار أن الجاذبية النوعية (نسبة الكثافة) تساوي أيضًا نسبة الأوزان الجزيئية. وفقًا للاتفاقية ، عادةً ما يتم تعيين الثقل النوعي لجميع الغازات عند جميع الضغوط مساويًا لنسبة الوزن الجزيئي للغاز إلى الوزن الجزيئي للهواء (28.967). على الرغم من أن الجاذبية النوعية لا تزال مستخدمة بشكل متكرر ، إلا أن هذا المصطلح التقليدي لا يستخدم تحت نظام SI ؛ تم استبداله بـ "الكثافة النسبية".

كثافة الماء

تعد كثافة الماء معلمة حاسمة في العديد من التطبيقات العلمية والهندسية. تُعرَّف الكثافة بأنها الكتلة لكل وحدة حجم ، وبالنسبة للماء ، فإنها تختلف اختلافًا طفيفًا حسب ظروف درجة الحرارة والضغط.

في درجة حرارة الغرفة (حوالي 20 درجة مئوية أو 68 درجة فهرنهايت) والضغط الجوي القياسي ، تبلغ كثافة الماء حوالي 998 كجم / م 62.4 (كجم لكل متر مكعب) أو XNUMX بيكو فلس (رطل لكل قدم مكعب).

الثقل النوعي للبخار

الثقل النوعي هو كمية بلا أبعاد تقارن كثافة مادة ما بكثافة مادة مرجعية ، عادة الماء. في حالة البخار ، يتم تحديد الثقل النوعي عادةً عند درجة حرارة وضغط معينين. نظرًا لأن البخار أقل كثافة من الماء ، فإن جاذبيته النوعية أقل من 1.

الفرق بين الثقل النوعي والكثافة

في حين أن الجاذبية النوعية والكثافة مرتبطان ، إلا أنهما ليسا مترادفين. الكثافة هي مقياس الكتلة لكل وحدة حجم لمادة ما ، بينما الجاذبية النوعية هي نسبة تقارن كثافة مادة بكثافة مادة مرجعية ، غالبًا ماء. الجاذبية النوعية هي في الأساس مقياس نسبي يسمح لنا بمقارنة كثافات المواد المختلفة دون النظر إلى وحداتها المحددة.

العلاقة بين الكثافة والثقل النوعي

يمكن التعبير عن العلاقة بين الكثافة والجاذبية النوعية باستخدام الصيغة التالية:

الثقل النوعي (Sp. Gravity) = (كثافة المادة) / (كثافة المادة المرجعية)

على سبيل المثال ، إذا أردنا تحديد الثقل النوعي للغاز الطبيعي مقارنة بالهواء ، فسنقسم كثافة الغاز الطبيعي على كثافة الهواء.

الثقل النوعي للغاز الطبيعي والماء الساخن

تختلف الثقل النوعي للغاز الطبيعي تبعًا لتكوينه ، ولكنه يتراوح عادةً بين 0.6 و 0.7 عند مقارنته بالهواء باعتباره المادة المرجعية. من ناحية أخرى ، الماء الساخن له كثافة أقل من الماء البارد بسبب التمدد الحراري ، مما ينتج عنه جاذبية نوعية أقل بقليل من 1 عند مقارنتها بالماء في درجة حرارة الغرفة.

حجم الوحدة وقيم الكثافة

يتم التعبير عن الكثافة بوحدات مختلفة ، مثل كيلوجرام لكل متر مكعب (كجم / م XNUMX) أو رطل لكل قدم مكعب (pcf). يعتمد اختيار الوحدة على التطبيق ونظام الوحدات المستخدمة. من الضروري أن تكون على دراية بعوامل التحويل المناسبة عند العمل مع وحدات قياس الكثافة المختلفة.

النسبة العشرية للثقل النوعي والقيمة العددية نفسها

الثقل النوعي هو رقم بلا أبعاد ، وغالبًا ما يتم تمثيله كنسبة عشرية. عند مقارنة مادتين بكثافة متطابقة ، فإن جاذبيتهما النوعية سيكون لها نفس القيمة العددية. على سبيل المثال ، إذا كان لسائلين نفس كثافة الماء ، فإن جاذبيتهما النوعية ستكون 1.

حساب الثقل النوعي

لحساب الجاذبية النوعية ، اقسم كثافة المادة على كثافة المادة المرجعية. يمكن القيام بذلك باستخدام حاسبة جاذبية معينة ، مما يبسط العملية ويضمن نتائج دقيقة.