Como Resolver Por Gravedad Específica

Como Resolver Por Gravedad Específica

La "gravedad espec√≠fica" es, a primera vista, un t√©rmino un tanto enga√Īoso. Tiene poco que ver con la gravedad, que obviamente es un concepto indispensable en una gama de problemas y aplicaciones f√≠sicas. en cambio, se relaciona con la cantidad de materia (masa) de una sustancia espec√≠fica dentro de un volumen dado, en contraste con el est√°ndar de quiz√°s la sustancia m√°s vital y ubicua conocida por la humanidad: el agua.

mientras que la gravedad espec√≠fica no usa expl√≠citamente el valor de la gravedad de la tierra (que a menudo se conoce como una fuerza, pero en realidad tiene unidades de aceleraci√≥n en f√≠sica - 9.8 metros por segundo por segundo en la superficie del planeta, para ser exactos) La gravedad es una consideraci√≥n indirecta porque las cosas que son "m√°s pesadas" tienen valores de gravedad espec√≠fica m√°s altos que las que son "m√°s ligeras". pero ¬Ņqu√© significan las palabras "pesado" y "ligero" en el sentido formal? Bueno, para eso es la f√≠sica.

densidad: definición

Primero, la gravedad espec√≠fica est√° muy relacionada con la densidad, y los t√©rminos a menudo se usan indistintamente. Al igual que con muchos conceptos en el mundo de la ciencia, esto es generalmente aceptable, pero al considerar el efecto que los peque√Īos cambios en el significado y las cantidades pueden tener en el mundo f√≠sico, no es una diferencia insignificante.

La densidad es simplemente una masa dividida por volumen, punto final. Si se le da un valor para la masa de algo y sabe cuánto espacio ocupa, puede calcular su densidad de inmediato. (Incluso en este caso, pueden surgir problemas molestos. este cálculo supone que el material tiene composiciones uniformes en toda su masa y volumen y que, por lo tanto, su densidad es uniforme. De lo contrario, todo lo que está calculando es una densidad promedio, que puede o no estar bien para los requisitos del problema en cuestión.)

por supuesto, es √ļtil tener un n√ļmero que tenga sentido cuando haya terminado con su c√°lculo, uno que se usa com√ļnmente. as√≠ que si tiene la masa de algo en onzas y el volumen en microlitros, por ejemplo, dividir masa por volumen para obtener densidad lo deja con unidades de onzas por microlitros muy inc√≥modas. en su lugar, apunte a una de las unidades comunes, como g / ml, o gramos por mililitro (que es lo mismo que g / cm 3 , o gramos por cent√≠metro c√ļbico). seg√ļn la definici√≥n original, 1 ml de agua pura tiene una masa muy, muy cercana a 1 g, tan cerca que la densidad del agua casi siempre se redondea a "exactamente" 1 para los prop√≥sitos diarios; esto hace que g / ml sea una unidad particularmente √ļtil, y entra en juego en gravedad espec√≠fica.

factores que afectan la densidad

La densidad de sustancias rara vez es constante. Esto es especialmente cierto en el caso de líquidos y gases (es decir, fluidos), que son más sensibles a los cambios de temperatura que los sólidos. Los líquidos y los gases también admiten la adición de masa extra sin cambios en el volumen de una manera que los sólidos no pueden.

por ejemplo, el agua existe en su estado líquido entre 0 grados centígrados y 100 c. a medida que se calienta desde el extremo inferior de este rango hasta el extremo superior, se expande. es decir, la misma cantidad de masa consume cada vez más volumen con el aumento de la temperatura. como resultado, el agua se vuelve menos densa al aumentar la temperatura.

Otra forma en que los líquidos experimentan cambios de densidad es la adición de partículas que se disuelven en el líquido, llamadas solutos. por ejemplo, el agua dulce contiene muy poca sal (cloruro de sodio), mientras que el agua de mar contiene una gran cantidad de ella. Cuando se agrega sal al agua, su masa aumenta, mientras que su volumen, para todos los propósitos prácticos, no aumenta. esto significa que el agua de mar es más densa que el agua dulce, y que el agua de mar con salinidad especialmente alta (contenido de sal) es más densa que el agua de mar típica o el agua de mar con relativamente poca sal, como la que se encuentra cerca de la desembocadura de un importante río de agua dulce .

La implicaci√≥n de estas diferencias es que, dado que los materiales menos densos ejercen una menor presi√≥n hacia abajo que los materiales m√°s densos, el agua a menudo forma capas sobre la base de las diferencias de temperatura, salinidad o alguna combinaci√≥n. por ejemplo, el agua que ya est√° cerca de la superficie del agua ser√° calentada por el sol m√°s que las aguas m√°s profundas, lo que har√° que el agua de la superficie sea menos densa y, por lo tanto, a√ļn m√°s probable que se mantenga sobre las capas de agua debajo.

gravedad específica: definición

las unidades de gravedad específicas no son las mismas que para la densidad, que es la masa por unidad de volumen. Esto se debe a que la fórmula de gravedad específica es ligeramente diferente: es la densidad del material en estudio dividida por la densidad del agua. Más formalmente, la ecuación de gravedad específica es:

(masa de material √∑ volumen de material) √∑ ‚Äč‚Äč(masa de agua √∑ volumen de agua)

Si se usa el mismo recipiente para medir tanto el volumen del agua como el volumen de la sustancia, entonces estos vol√ļmenes se pueden tratar como iguales y se excluyen de la ecuaci√≥n anterior, dejando la f√≥rmula para la gravedad espec√≠fica como:

(masa de material √∑ masa de agua)

Debido a que la densidad dividida por la densidad y la masa dividida por la masa no tienen unidades, la gravedad espec√≠fica tambi√©n lo es. es simplemente un n√ļmero.

La masa de agua en un contenedor de agua fija cambiar√° con la temperatura del agua, que en la mayor√≠a de los casos se acerca a la temperatura de la habitaci√≥n en la que se encuentra si permanece por un tiempo. Recuerde que la densidad del agua cae con la temperatura a medida que el agua se expande. espec√≠ficamente, el agua a una temperatura de 10 c tiene una densidad de 0.9997 g / ml, mientras que el agua a 20 c tiene una densidad de 0.9982 g / ml. El agua a 30¬ļC tiene una densidad de 0.9956 g / ml. Estas diferencias de d√©cimas de porcentaje pueden parecer triviales en la superficie, pero cuando se desea determinar la densidad de una sustancia con gran precisi√≥n, realmente se debe recurrir al uso de la gravedad espec√≠fica.

unidades y términos relacionados

volumen espec√≠fico, denotado por v ("v" peque√Īa y no debe confundirse con la velocidad; el contexto deber√≠a ser de ayuda aqu√≠), es un t√©rmino aplicado a los gases y es el volumen del gas dividido por su masa, o v /metro. esto es meramente el rec√≠proco de la densidad del gas. Las unidades aqu√≠ son generalmente m 3 / kg en lugar de ml / g, siendo esto √ļltimo lo que podr√≠a esperarse dada la unidad de densidad m√°s com√ļn. ¬ŅPor qu√© podr√≠a ser esto? bueno, considere la naturaleza de los gases: son muy difusos, y la recolecci√≥n de una masa significativa de ellos no es f√°cil a menos que uno sea capaz de manejar grandes vol√ļmenes.

Adem√°s, el concepto de flotabilidad est√° relacionado con la densidad. en una secci√≥n anterior, se observ√≥ que los objetos m√°s densos ejercen m√°s presi√≥n hacia abajo que los objetos menos densos. m√°s generalmente, esto implica que un objeto colocado en el agua se hundir√° si su densidad es mayor que la del agua, pero flota si su densidad es menor que la del agua. ¬ŅC√≥mo explicar√≠as el comportamiento de los cubitos de hielo, bas√°ndose solo en lo que has le√≠do aqu√≠?

en cualquier caso, la fuerza flotante es la fuerza de un fluido sobre un objeto sumergido en ese fluido que contrarresta la fuerza de la gravedad que obliga al objeto a hundirse. cuanto más denso es un fluido, mayor es la fuerza de flotación que ejerce sobre un objeto dado, lo que se refleja en la menor probabilidad de hundimiento de ese objeto.



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