حجم مشخص

دکتر هلمنستین دارای مدرک دکتری است. در علوم زیست پزشکی و نویسنده ، مربی و مشاور علوم است. او دوره های علمی را در سطح دبیرستان ، کالج و تحصیلات تکمیلی تدریس کرده است.

حجم خاص به عنوان تعداد متر مکعب اشغال شده توسط یک کیلوگرم ماده تعریف شده است. این نسبت حجم یک ماده به جرم آن است که همانند متقابل چگالی آن است. به عبارت دیگر ، حجم خاص به طور معکوس با چگالی متناسب است. حجم خاص ممکن است برای هر حالت ماده محاسبه یا اندازه گیری شود ، اما اغلب در محاسبات مربوط به گازها استفاده می شود.

واحد استاندارد برای حجم خاص متر مکعب در هر کیلوگرم (متر 3 /کیلوگرم) است ، اگرچه ممکن است از نظر میلی لیتر در هر گرم (میلی لیتر در گرم) یا فوت مکعب در هر پوند (ft 3 /lb) بیان شود.

ذاتی و فشرده

قسمت "خاص" از یک حجم خاص به این معنی است که از نظر جرم واحد بیان شده است. این یک خاصیت ذاتی ماده است ، به این معنی که به اندازه نمونه بستگی ندارد. به طور مشابه ، حجم خاص یک خاصیت فشرده از ماده است که از میزان وجود یک ماده یا در آن نمونه برداری نشده است.

فرمول های حجم خاص

سه فرمول مشترک برای محاسبه حجم خاص (ν) وجود دارد:

1. ν = v / m که در آن v حجم و m جرم است
2. ν = 1 /ρ = ρ-1 که در آن ρ چگالی است
3. ν = rt / pm = rt / p که در آن r ثابت گاز ایده آل است ، t دما است ، p فشار است ، و m molarity است

معادله دوم معمولاً در مورد مایعات و مواد جامد اعمال می شود زیرا نسبتاً غیر قابل فشار هستند. معادله ممکن است هنگام برخورد با گازها استفاده شود ، اما چگالی گاز (و حجم خاص آن) ممکن است با افزایش اندک یا کاهش دما به طور چشمگیری تغییر کند.

معادله سوم فقط در مورد گازهای ایده آل یا گازهای واقعی در دماهای نسبتاً کم و فشارهایی که گازهای ایده آل تقریبی دارند اعمال می شود.

جدول مقادیر حجم خاص مشترک

مهندسان و دانشمندان به طور معمول به جداول مقادیر حجم خاص مراجعه می کنند. این مقادیر نماینده برای دمای استاندارد و فشار (STP) است که دمای 0 درجه سانتیگراد (273. 15 K ، 32 درجه فارنهایت) و فشار 1 اتمسفر است.

مواد مشخص شده با ستاره (*) در STP نیستند.

از آنجا که مواد همیشه در شرایط استاندارد نیستند ، میزهایی نیز برای موادی وجود دارد که مقادیر حجم خاصی را در طیف وسیعی از دما و فشارها ذکر می کنند. می توانید جداول مفصلی برای هوا و بخار پیدا کنید.

استفاده از حجم خاص

حجم خاص اغلب در محاسبات مهندسی و ترمودینامیک برای فیزیک و شیمی استفاده می شود. از آن برای پیش بینی در مورد رفتار گازها در هنگام تغییر شرایط استفاده می شود.

یک محفظه هوایی را در نظر بگیرید که حاوی تعداد مشخصی از مولکول ها است:

• اگر محفظه گسترش یابد در حالی که تعداد مولکول ها ثابت مانده است ، چگالی گاز کاهش می یابد و حجم خاص افزایش می یابد.
• اگر محفظه در حالی که تعداد مولکول ها ثابت مانده است ، تراکم گاز افزایش می یابد و حجم خاص کاهش می یابد.
• اگر حجم محفظه ثابت نگه داشته شود در حالی که برخی از مولکول ها برداشته می شوند ، چگالی کاهش می یابد و حجم خاص افزایش می یابد.
• اگر در حالی که مولکول های جدید اضافه می شوند ، حجم محفظه ثابت نگه داشته شود ، چگالی افزایش می یابد و حجم خاص کاهش می یابد.
• اگر چگالی دو برابر شود ، حجم خاص آن نصف می شود.
• اگر حجم خاص دو برابر شود ، چگالی به نصف کاهش می یابد.

حجم خاص و گرانش خاص

اگر حجم خاص دو ماده شناخته شده باشد ، این اطلاعات ممکن است برای محاسبه و مقایسه تراکم آنها استفاده شود. مقایسه چگالی مقادیر گرانش خاص را به دست می آورد. یکی از کاربردهای گرانش خاص این است که پیش بینی کنید که آیا یک ماده هنگام قرار دادن روی ماده دیگری شناور یا غرق می شود.

به عنوان مثال ، اگر ماده A حجم خاصی از 0. 358 سانتی متر 3 /گرم داشته باشد و ماده B حجم خاصی از 0. 374 سانتی متر 3 /گرم داشته باشد ، گرفتن معکوس هر مقدار چگالی را به همراه خواهد داشت. بنابراین ، چگالی A 2. 79 گرم در سانتی متر 3 و چگالی B 2. 67 گرم در سانتی متر 3 است. گرانش خاص ، مقایسه چگالی A تا B 1. 04 یا وزن مخصوص B در مقایسه با A 0. 95 است. A متراکم تر از B است ، بنابراین A در B یا B غرق می شود.

محاسبه مثال

فشار یک نمونه از بخار 2500 پوند در 2 در دمای 1960 رنکین شناخته شده است. اگر ثابت گاز 0. 596 باشد ، حجم خاص بخار چیست؟