Питома вага

Напевно, немає школяра, якому не доводилося чути таку задачу: «Що легше - кілограм пуху чи кілограм цегли?». Найцікавіше, що, незважаючи на словесний абсурд, дуже багато вплутуються в марну суперечку. Коли з`явився питома вага в суспільній практиці - невідомо, але можна припустити, що оцінка вагових даних навколишніх предметів на підставі порівняння їх об`ємних характеристик була відома ще з часів Архімеда. Питомі характеристики розуміються як ставлення деяких вимірюваних величин, припустимо, ваги та об`єму. Обчислюють питому вагу G через співвідношення:

G = P / V, а одиниця виміру в СІ - н / м куб.

Вага - це міра Земної тяжіння, і питома вага з цієї причини не є фізичною характеристикою речовин, оскільки залежить від місця проведення вимірювань. З чого це випливає? Згадаймо, що вага Р - це силова характеристика поля тяжіння, яка пов`язана з інерційною характеристикою речовини, масою m, через прискорення вільного падіння g. З іншого боку, g - величина непостійна, і залежить, в т.ч., і від географічних координат. Оскільки перший закон Ньютона P = m * g справедливий завжди, то можна зробити висновок про мінливість ваги одночасно зі зміною прискорення вільного падіння.

Класичне визначення звучить так: «Питома вага - це відношення ваги тіла до його об`єму». Проте в цій простоті криється цілком суттєва складність - некоректне застосування одиниць вимірювання призвело до змішання понять, що відносяться до маси і ваги тіла. Як відомо, системна одиниця маси (СІ) дорівнює 1 кг, а сила в цій системі, відповідно до закону Ньютона, вимірюється в ньютонах, причому 1Н = 0,102 кг * 9,8 м / сек. кв.

Для багатьох технічних застосувань одиниця сили ньютон кілька незручна, тому навіть пішли на створення нової системи вимірювань - МКГСС. До неї увійшли змішані одиниці виміру: метр - кг-сила - секунда. Що це дає? Спрощує користування одиницями сили в реальному житті за рахунок однакового чисельного вираження питомої ваги і питомої маси, тобто щільності в різних системах, за умови, що прискорення g -постійне, або зневажливо мало.

Потреба використовувати питома вага затребувана в технологіях ідентифікації матеріалів, визначення домішок у них або пористості структури.

Добре відомий метод визначення проби золота, щільності структури дорогоцінних каменів і т.д. Основний спосіб проведення вимірювань питомої ваги заснований на різних варіантах витіснення: вимірюється вагу тіла і, шляхом занурення у воду, його обсяг, а інше, як кажуть, - справа техніки. Особливо ефективне використання даних, отриманих таким способом, при дослідженні металів та їх сплавів. Зазвичай, апріорі, відомий питома вага металів з добре вивченими властивостями. Їх ідентичність з новими зразками встановлюють за багатьма показниками, але починають дослідження з виміру питомої ваги.

В якості рідини використовують, як правило, воду, а при вимірах високої точності їй забезпечують високу стабільність зовнішніх параметрів - температури і тиску. Іноді, наприклад, при дослідженні бурштину на предмет підробки застосовують спеціальні рідини з питомою вагою більше 2 Г / см куб.

Питома вага став основним технологічним елементом при впровадженні в промислове виробництво магнітних рідин. Мелкодисперсная гасова суспензія з ферропорошком дозволяє за допомогою магнітного поля легко створювати рідина зі змінним керованим, або наперед заданим питомою вагою. Для такого технологічного процесу по плечу збагачення поліметалічних руд і багатьох інших матеріалів з великою кількістю домішок, які шарами розділяються по висоті флотационной ванни в точній відповідності з їх індивідуальним питомою вагою. Цілком можливо, що за такими екологічними технологіями збагачення руд - велике майбутнє.