Расчет удельного веса в воде

Расчет удельного веса в воде

Жидкости. В природе различают четыре вида состояния вещества: твердое, жидкое, газообразное и плазменное. Основное отличие жидкостей от твердых тел заключается в их текучести, т.е. способности легко принимать форму сосуда, в который жидкость поместили, при этом объем жидкости не изменяется. Газ тоже обладает текучестью, но при этом занимает любой предоставленный ему объем. В сосудах жидкость образует свободную поверхность, а газ аналогичной поверхностью не обладает. Однако с точки зрения механики и жидкость, и газ подчиняются одним и тем же закономерностям в случае, если сжимаемостью газа можно пренебречь. Поэтому в гидравлике под термином «жидкость» понимаются и собственно жидкости (которые часто называют капельными жидкостями), и газы (газообразные жидкости).

Основные свойства жидкости (при рассмотрении задач механики жидкости) — это плотность, способность изменять свой объем при нагревании (охлаждении) и изменениях давления, вязкость жидкости. Рассмотрим каждое из свойств жидкости подробнее.

Плотность жидкости. Плотностью жидкости ρ называется ее масса, заключенная в единице объема:

где m — масса жидкости; W — объем жидкости.

Так как вода является наиболее распространенной в природе жидкостью, в качестве примера количественного значения параметра, определяющего то или иное свойство жидкости, будем приводить значение рассматриваемого параметра для воды.

Удельный вес. Удельный вес γ — это вес жидкости, приходящийся на единицу объема:

где G — вес жидкости в объеме W.

Плотность и удельный вес связаны между собой соотношением

где g — ускорение свободного падения (g=9,81 м/с 2 ).

Температурное расширение. Это свойство жидкости характеризуется изменением объема при изменении температуры, которое определяется температурным коэффициентом объемного расширения жидкости βt:

Знак Δ означает разницу между начальной величиной и конечной величиной.
То есть ΔW=Wконечный-Wначальный

для воды,при t=20 °С βt = 0,00015 [1/°С].

Сжимаемость. Это свойство жидкости менять свой объем при изменении давления, которое характеризуется коэффициентом объемного сжатия βp :

Величина, обратная коэффициенту объемного сжатия, называется модулем упругости жидкости Е и определяется по формуле:

для воды E=2×10 9 Па.

Вязкость жидкости — свойство жидкостей оказывать сопротивление сдвигу. Это свойство проявляется только при движении жидкостей. Вязкость характеризует степень текучести жидкости. Наряду с легко подвижными жидкостями (вода, спирт, воздух и др.) существуют очень вязкие жидкости (глицерин, машинные масла и др.).

Вязкость жидкости характеризуется динамической вязкостью μ.

И. Ньютон выдвинул гипотезу о силе трения F, возникающей между двумя слоями жидкости на поверхности их раздела площадью ω, согласно которой сила внутреннего трения в жидкости не зависит от давления, прямо пропорциональна площади соприкосновения слоев ω и быстроте изменения скорости в направлении, перпендикулярном направлению движения слоев, и зависит от рода жидкости.

Пусть жидкость течет по плоскому дну параллельными ему слоями

Вследствие тормозящего влияния дна слои жидкости будут двигаться с разными скоростями. Скорости слоев Показаны стрелками. Рассмотрим два слоя жидкости, середины которых расположены на расстоянии Δу друг от друга. Слой А движется со скоростью u, а слой В со скоростью u + Δu.

На площадке ω вследствие вязкости возникает сила сопротивления F. Согласно гипотезе Ньютона эта сила

коэффициент пропорциональности μ, в этой формуле и является динамической вязкостью, отношение Δu/Δy называется градиентом скорости.

Таким образом, динамическая вязкость является силой трения, приходящейся на единицу площади соприкосновения слоев жидкости при градиенте скорости, равном единице.

Размерность μ — Па • с.

Гипотеза И. Ньютона, представленная в формуле, экспериментально подтверждена и математически оформлена в дифференциальном виде

основоположником гидравлической теории смазки Н.П. Петровым и в настоящее время носит название закона внутреннего трения Ньютона.

В гидравлических расчетах часто удобнее пользоваться другой величиной, характеризующей вязкость жидкости, — ν:

Эта величина называется кинематической вязкостью. Размерность v — м 2 /с

Название «кинематическая вязкость» не несет особого физического смысла, так как название было предложено потому, что размерность v похожа на размерность скорости.

Вязкость жидкости зависит как от температуры, так и от давления. Кинематическая вязкость капельных жидкостей уменьшается с увеличением температуры, а вот вязкость газов, наоборот, возрастает с увеличением температуры. Кинематическая вязкость жидкостей при давлениях, встречающихся в большинстве случаев на практике, мало зависит от давления, а вязкость газов с возрастанием давления уменьшается.

Вязкость жидкости измеряют с помощью вискозиметров различных конструкций.

Жидкости, для которых справедлив закон внутреннего тяготения Ньютона, называют ньютоновскими. Существуют жидкости, которые не подчиняются закономерности формулам, к ним относятся растворы полимеров, гидросмеси из цемента, глины, мела и др. Такие жидкости относятся к неньютоновским.

Я кстати уже нашел формулы которые нужны сантехникам и инженерам, опишу их в других статьях. Пишите коментарии, я обязательно отвечу на ваши вопросы и постараюсь подкорректировать статьи под вашы нужды.

Читайте также:  Сколько калорий жиров в кофе

Источник

Как рассчитать удельный вес в различных областях?

Понятие удельного веса очень часто встречается в различных областях науки и жизни. Что же оно означает и как рассчитать удельный вес?

Понятие в физике

Удельный вес в физике определяется как вес вещества в единице объема. В системе измерений СИ эту величину измеряют в Н/м3. Чтобы понимать, сколько это 1 Н/м3, его можно сравнить с величиной в 0,102 кгс/м3.

Чтобы знать, как рассчитать у. в., нужно понимать формулу расчета. Формула имеет следующий вид:

где Р — вес тела в Ньютонах; V— объем тела в кубических метрах.

Если рассматривать для примера простую воду, то можно заметить, что ее плотность и удельный вес почти не отличаются и очень незначительно меняются с изменением давления или температуры. Ее у. в. равен 1020 кгс/м3. Чем больше в составе этой воды будет растворено солей, тем больше величина у. в. Этот показатель для морской воды гораздо больше, чем для пресной, и равен 1150 – 1300 кгс/м3.

Ученый Архимед когда-то давным-давно заметил, что на погруженное в воду тело действует выталкивающая сила. Равна эта сила количеству жидкости, которую тело вытеснило. Когда тело весит меньше объема вытесненной жидкости, то оно плавает на поверхности и идет ко дну, если ситуация обратная.

Расчет удельного веса

Особенности различных сплавов заключаются в следующем: в зависимости от того, какой металл используют, будь то железо, алюминий или латунь, одного объема, в сплаве будут иметь различную массу. Плотность вещества, рассчитываемая по определенной формуле, имеет самое прямое отношение к вопросу, который задают рабочие, обрабатывая металлы: «Как расчитать удельный вес?».

Таким образом, мы пришли к тому, что удельный вес металла носит название вес единицы объема плотного или непористого материала. Чтобы определить у. в., нужно массу сухого материала разделить на его объем в абсолютно плотном состоянии – по факту это формула, используемая для определения веса металла. Чтобы добиться такого результата, металл приводят в такое состояние, чтоб в его частицах не оставалось пор, и он имел однородную структуру.

Удельный вес в экономике

Зачастую понятие удельного веса в экономике – это обозначение какой-либо доли от общего объема. Единицей измерения в этом случае служит процентный показатель.

Как рассчитать удельный вес для экономической картины происходящего? Давайте рассмотрим:

У. в. = (Часть целого/Целое)Х100%.

Как видно, это всем известная формула нахождения процентного соотношения между целым и его частью. Это ведет за собой соблюдение 2 очень важных правил:

Удельный вес в медицине

Удельный вес в медицине – понятие достаточно часто встречаемое. Используют его при проведении анализов. Давно известно, что у.в. воды пропорционален концентрации в ней растворенных веществ, чем их будет больше, тем больше будет удельный вес. У.в. дистиллированной воды при 4 градусах по Цельсию равен 1,000. Отсюда следует, что у.в. мочи может дать представление о количестве растворенных в ней веществ. Отсюда же можно сделать тот или иной диагноз.

Источник

Понятие о плотности, удельном весе и удельном объеме морской воды

ГЛАВА 9. ПЛОТНОСТЬ МОРСКОЙ ВОДЫ

§ 33. Понятие о плотности, удельном весе и удельном объеме морской воды

Удельный вес морской воды

Удельный вес морской воды — это отношение веса единицы объема морской воды при температуре t к весу единицы объема дистиллированной воды при той же температуре и нормальном атмосферном давлении.

В океанологии в качестве стандартной принята температура 17,5°С (средняя температура лабораторного помещения), к которой приводится значение удельного веса морской воды, измеренного при любой температуре.

В океанологической практике введено понятие условного удельного веса

Удельный вес и плотность морской воды незначительно отклоняются от единицы, поэтому для сокращения записи из числа, выражающего удельный вес, вычитают единицу и переносят запятую на три знака вправо. Например, удельный вес ρ17.5 = 1,02624 записывают как 26,24.

Под плотностью морской воды в океанологии понимают удельный вес морской воды при температуре, которую она имела в данном месте, на данной глубине (in situ), отнесенный к дистиллированной воде при температуре ее наибольшей плотности 4° С.

По той же причине малых изменений и необходимости высокой точности определений введено понятие об условной плотности

При решении некоторых гидрофизических задач вместо Ϭt используется условный удельный вес при 0° С (Ϭ)

Во многих гидродинамических расчетах вместо условной плотности удобнее пользоваться обратной ей величиной, называемой удельным объемом, т. е. объем единицы массы

Так как удельный объем всегда больше 0,9 и меньше 1,0, то по аналогии с условными удельным весом и плотностью введено понятие условного удельного объема

Океанологические таблицы

На основании лабораторных исследований Комиссии Международного совета по изучению морей (1889 г.) были установлены соотношения между содержанием хлора, соленостью, условным удельным весом и условной плотностью при температуре 0°С. Эмпирические формулы, связывающие эти величины, были использованы для расчета таблиц, опубликованных в различных международных пособиях (впервые в таблицах Кнудсена, 1901 г.) и в отечественных «Океанологических таблицах», составленных Н. Н. Зубовым. В табл. 14 приводится образец таблицы соответствия величин (из «Океанологических таблиц»).

Соответствие величин Cl, S, Ϭ и ρ17.5

Сl S‰ Ϭ ρ17.5
19,00 34,33 27,58 26,22
19,01 34,34 27,60 26,23
19,02 34,36 27,61 26,24
19,03 34,38 27,63 26,26
Читайте также:  Топик по английскому языку диета

С помощью таблиц, определив ареометрированием условный удельный вес ρ17.5, можно получить значения Сl (хлора), S (солености) и Ϭ (удельного веса). Определив титрованием содержание хлора, можно получить значения S‰, ρ17.5 и Ϭ0.

В «Океанологических таблицах» приводятся таблицы для прямого определения условной плотности и удельного объема по температуре и солености.

Источник: Общая гидрология, Гидрометеоиздат, Ленинград, 1973

Источник

Удельный вес: понятие, определение и применение

Значение термина «удельный»

Можно говорить о двух толкованиях, физическом и статистическом:

Что есть удельный вес

Под удельным весом понимается векторная физическая величина, определяемая как отношение веса тела (веса его вещества) к занимаемому телом объёму. Иначе говоря, удельный вес численно равен произведению между ускорением свободного падения и плотностью вещества (на всякий случай напомним, что вес тела — это сила действия тела на опору/подвес либо иное его крепление в гравитационном поле).

Изредка также используется не имеющее отношения к вышеуказанному частное определение, где под удельным весом понимается безразмерное число, указывающее, во сколько раз интересующая субстанция тяжелее воды (в условиях её максимальной плотности, при 4 °C) при равном объёме.

Помимо привычной бытовой неразберихи в виде отождествления массы и веса, применительно к рассматриваемому случаю нужно упомянуть ошибочное отождествление, вытекающее из использования похожей размерности в технической системы единиц МКГСС, где удельный вес задаётся как [килограмм-сила / метр кубический] (кгс/м³).

Физические науки

В физике удельным называют вес, измеренный в единице объема однородного вещества.

Вес в системе СИ указывается в Ньютонах (Н), а объем исчисляется в кубических метрах. Таким образом, единицей искомой характеристики становится Ньютон на кубический метр (Н/куб.м). Отсюда следует, что эта величина определяет, с какой силой воздействует на опору один кубометр измеряемого вещества.

Физическая формула: У. в. = Вес объекта, Н / Объем объекта, куб. м.

В отличие от массы, просто характеризующей объект, вес — величина векторная, то есть он является силой, которая имеет направление приложения и описывает воздействие тела на другие объекты. В обычных условиях на поверхности Земли нам, не физикам, незаметна разница. Мы зачастую путаем эти термины в разговоре и совсем не переживаем по этому поводу. Но важно все же понимать, какой принципиально разный смысл имеют эти понятия.

Если в приведенной выше формуле использовать массу тела, мы получим его удельную массу, или плотность. Этот параметр характеризует, сколько вещества содержится в единице объема, и измеряется в кг/куб. м.

Масса тела всегда остается неизменной, в то время как вес может меняться в зависимости от географической широты места и высоты его над уровнем моря.

Представив числитель дроби через массу тела, умноженную на ускорение свободного падения, мы сможем увидеть связь двух удельных величин:

У. в. = Плотность объекта * Ускорение свободного падения.

Таким образом, можно сказать, что удельный вес относится к плотности вещества так же, как его вес относится к массе, и это отношение равно ускорению свободного падения в конкретной точке Земли.

Трактовка понятия

Обозначение удельного веса (УВ) зависит от его толкования: физическое либо статистическое. В первом случае используется величина, измеренная в единице чего-либо. В статистике применяется частный показатель. Он должен измеряться относительно некого целого. Расчёт зависимости: годовой бюджет государства равен 500 млн. На долю расходов на спорт приходится 1 млн рублей, что соответствует 0,2% от всех затрат.

В физике показатель записывается буквой Н — Ньютон. Формула удельного веса и единица измерения: УВ= вес тела/объём. С помощью величины определяется рабочая сила, с какой воздействует на опору 1 куб. метр измеряемого материала. Весом считается векторная величина, которая может иметь направление приложения, описывая общее воздействие тела на иные объекты. Если изменить структуру формулы, воспользовавшись массой тела, получится УВ либо плотность.

Параметр значит, сколько раствора либо вещества содержится в единице объёма. Отношения измеряются в кг/куб. м. Для последнего показателя не характерны изменения, но вес может колебаться с учётом местоположения и высоты падения. Если взаимосвязь между параметрами представить в виде дроби, в которой числитель — масса воды, умноженная на ускорение, тогда можно записать следующее равенство: УВ= плотность х ускорение.

Для получения сплава с нужными свойствами вычисляется УВ. У равных объемах железа и алюминия показатели отличаются. Для нахождения точного результата металл преобразуется в однородный состав.

В некоторых случаях искомая может считаться коэффициентом сравнения массы вещества, относительной к воде с аналогичным весом, но температурой в 4 °C. В таких условиях УВ жидкости равен единице. Вес повышается из-за количества примесей.

С учётом полученных данных вычисляется степень концентрации либо размерность компонентов в растворе. Положение применяется в медицине с целью проведения лабораторного анализа мочи. Чтобы вычислить УВ урины, понадобится разделить вес образца на его объём.

В экономике термин используется для обозначения доли некого фактора в общей структуре. Его значение позволяет определить значимость конкретного сектора, его ценности, баланс. Чтобы рассчитать удельный вес в процентах, используется следующая формула: УВ= значение графы таблицы/общая сумма.

В уравнении делитель с делимым выражаются в одной единице измерения. Искомая представляется в процентах/дроби. Такие расчёты в экономике, статистике и социологии необходимы для анализа средних либо общих данных. Вычисления проводятся в специальных программах и на веб-ресурсах. В последнем случае пользователь может воспользоваться онлайн-калькулятором, что значительно упрощает процесс вычислений.

Читайте также:  Узнать нравлюсь мужчинам весам

При расчётах специалисты советуют учитывать следующее:

Общее, что связывает формулы для вычисления УВ в экономике и физике: нахождение веса объекта, его значимость и влияние на иные тела.

Применение в медицине

В ряде случаев искомая характеристика определяется как коэффициент сравнения массы некого объема вещества с таким же объемом воды при 4 °C. Известно, что при этой температуре чистая дистиллированная вода имеет удельный вес, равный единице. Чем больше примесей, тем больше вес. Зная этот показатель, можно определить, насколько высока концентрация веществ в жидкости.

Это положение используется в медицине при проведении анализа мочи. Первая приведенная формула описывает, как найти удельный вес мочи. Для этого необходимо разделить вес образца на его объем.

Как рассчитать удельный вес или структуру явления?

Удельный вес и его расчет один из самых часто встречаемых показателей. Его расчет применяется в статистике, экономике организации, анализе финансового хозяйственной деятельности, экономическом анализе, социологии и многих других дисциплинах. Кроме того показатель удельный вес используется при написании аналитических глав курсовых и дипломных работ.

Изначально удельный вес это один из способов статистического анализа, а вернее даже одна из разновидностей относительных величин.

Относительная величина структуры это и есть удельный вес. Иногда удельный вес называют долей явления, т.е. это доля элемента в общем объеме совокупности. Расчет доли элемента или удельного веса (кому как больше нравится) проводится чаще всего в процентах.

// Формула расчета удельного веса

Сама по себе формула может быть представлена в различных интерпретациях, но смысл ее один и принцип расчета тоже.

Два важных правила:

— Структура явления всегда должна равняться 100% ни больше, ни меньше, если при сложении долей 100 не получилось, то проведите дополнительно округление, а сами расчеты лучше всего проводить с сотыми долями.

— Не так важно структуру чего вы рассчитываете — структуру активов, доля доходов или расходов, удельный вес персонала по возрасту, полу, стажу, образованию, удельный вес продукции, структуру населения, долю затрат в составе себестоимости – смысл расчета будет одним и тем же, делим часть на общий итого умножаем на 100 и получаем удельный вес. Не бойтесь разных слов в тексте задачи, принцип расчета всегда один и тот же.

Пример расчета удельного веса

– рассчитать структуру персонала по возрасту по следующим данным.

Проверяем сумму долей ∑d = 15,56+32,22+45,56+6,67 = 100,01%, при таком расчете имеется отклонение от 100%, значит необходимо убрать 0,01%. Уберем ее из группы 50 и старше, скорректированная доля этой группы составит 6,66%.

Заносим полученные данные в итоговую таблицу расчета

Все прямые задачи на определение удельного веса имеют этот принцип расчета.

бывают ситуации, когда в исходных данных представлена сложная структура, в составе явление проведено несколько группировок. Объект разделен на группы, а каждая группа в свою очередь еще не подгруппы.

В такой ситуации есть два способа расчета:

– либо мы рассчитываем все группы и подгруппы по простой схеме, делим каждое число на итоговое данное;

— либо группы считаем от общего данного, а подгруппы от величины данного этой группы.

Рассчитать структуру населения по следующим данным:

Используем простой расчет структуры. Каждую группу и подгруппу поделим на общую численность населения. Таким способом расчета мы узнаем долю каждой группы и подгруппы в общей численности населения. При проверке складывать надо будет только группы – в данном примере городское и сельское население в общей численности, иначе если сложить все данные то сумма долей составит 200%, появится двойной счет.

Заносим данные расчета в таблицу

Рассчитаем долю каждой группы в общей численности населения и долю каждой подгруппы в группе. Доля городского и сельского населения в общей численности населения останется такой же что и в расчете выше 65,33% и 34,67%.

А вот расчет долей мужчин и женщин изменится. Теперь нам необходимо будет рассчитать долю мужчин и женщин по отношению к численности городского населения или сельского населения.

Вот собственно и все. Ничего сложного и трудного.

Успехов всем в расчетах!

Если что-то в статье непонятно задавайте вопросы в комментариях.

А если вдруг кому-то сложно все же дается решение задач, обращайтесь в группу поможем!

Может еще поучимся? Загляни сюда!

Показатели анализа рядов динамики

Различия между удельным весом/плотностью

Из сказанного выше видно, что исключительно мнимая схожесть плотности и удельного веса порождается минимум двумя факторами: общей похожестью построения их определений и типичным ошибочным бытовым отождествлением веса и массы. Плотность и удельный вес — это кардинально различающиеся понятия.

Вот их наиболее важные отличия, которые следует знать (помимо определений):

Формула удельного объема

Для расчета удельного объема (ν) используются три общие формулы:

Второе уравнение обычно применяется к жидкостям и твердым веществам, потому что они относительно несжимаемы. Уравнение может использоваться при работе с газами, но плотность газа (и его удельный объем) может резко измениться с небольшим увеличением или снижением температуры.

Удельный объем и удельный вес

Если известны конкретные объемы двух веществ, эта информация может использоваться для расчета и сравнения их плотностей.

Сравнение плотности дает удельные значения плотности. Одно из применений удельного веса состоит в том, чтобы предсказать, будет ли вещество плавать или тонуть при помещении на другое вещество.

Источник

Интересные факты и лайфхаки