Кіріспе
Екі тығыздықтың арақатынасы
Relative density, also called specific gravity, is a dimensionless quantity defined as the ratio of the density (mass of a unit volume) of a substance to the density of a given reference material. Specific gravity for liquids is nearly always measured with respect to water at its densest (at ); for gases, the reference is air at room temperature The term "relative density" (abbreviated r. d. or RD) is preferred in SI, whereas the term "specific gravity" is gradually being abandoned. If a substance's relative density is less than 1 then it is less dense than the reference; if greater than 1 then it is denser than the reference. If the relative density is exactly 1 then the densities are equal; that is, equal volumes of the two substances have the same mass. If the reference material is water, then a substance with a relative density (or specific gravity) less than 1 will float in water. For example, an ice cube, with a relative density of about 0.91, will float. A substance with a relative density greater than 1 will sink. Temperature and pressure must be specified for both the sample and the reference. Pressure is nearly always 1 atm (101.325 kPa). Where it is not, it is more usual to specify the density directly. Temperatures for both sample and reference vary from industry to industry. In British brewing practice, the specific gravity, as specified above, is multiplied by 1000., resulting in an SG (20 °C/4 °C) value for water of 0.998232. As the principal use of specific gravity measurements in industry is determination of the concentrations of substances in aqueous solutions and as these are found in tables of SG versus concentration, it is extremely important that the analyst enter the table with the correct form of specific gravity. For example, in the brewing industry, the Plato table lists sucrose concentration by weight against true SG, and was originally (20 °C/4 °C) i. e. based on measurements of the density of sucrose solutions made at laboratory temperature (20 °C) but referenced to the density of water at 4 °C which is very close to the temperature at which water has its maximum density, ρH2O equal to 999.972 kg/m3 in SI units (0.999972 in cgs units or 62.43 lb/cu ft in United States customary units). The ASBC table in use today in North America for apparent specific gravity measurements at (20 °C/20 °C) is derived from the original Plato table using Plato et al.‘s value for SG(20 °C/4 °C) = 0.9982343. In the sugar, soft drink, honey, fruit juice and related industries, sucrose concentration by weight is taken from a table prepared by A. Brix, which uses SG (17.5 °C/17.5 °C). As a final example, the British SG units are based on reference and sample temperatures of 60 °F and are thus (15.56 °C/15.56 °C). Given the specific gravity of a substance, its actual density can be calculated by rearranging the above formula:
Occasionally a reference substance other than water is specified (for example, air), in which case specific gravity means density relative to that reference.
Салыстырмалы тығыздық, сондай-ақ меншікті салмақ деп аталады, заттың тығыздығының (көлiм бiрлiгiнiң массасы) белгiлi бiр эталондық материалдың тығыздығына қатынасы ретiнде анықталатын өлшемсiз шама. Сұйықтардың меншiктi салмағы судың ең тығыздықтағы (at) жағдайында өлшенедi; газдар үшiн эталон – бөлме температурасындағы ауа. SI жүйесiнде "салыстырмалы тығыздық" (қысқаша r. d. немесе RD) термині артық, ал "меншiктi салмақ" термині біртіндеп қолданудан шығарылуда. Егер заттың салыстырмалы тығыздығы 1-ден кем болса, онда ол эталондық материалдан азырақ тығыз болады; егер 1-ден артық болса, онда ол эталондық материалдан тығыз болады. Егер салыстырмалы тығыздық дәл 1-ге тең болса, онда тығыздықтар тең болады, яғни екі заттың бiрдей көлемдерi бiрдей массаға ие. Егер эталондық материал су болса, онда салыстырмалы тығыздығы (немесе меншiктi салмағы) 1-ден кем зат суда жүзедi. Мысалы, 0,91 салыстырмалы тығыздығы бар мұз кесегi суда жүзiп жүредi. 1-ден артық тығыздығы бар зат батырады. Температура мен қысым үлгi және эталон үшiн де көрсетiлуi керек. Қысым көбiнесе 1 атм (101,325 кПа) болады. Егер басқаша болса, тығыздықты тiкелей көрсету жиi кездеседi. Үлгi мен эталонның температурасы салалар бойынша өзгерiп отырады. Британдық сыра жасау практикасында жоғарыда көрсетiлген меншiктi салмақ 1000 есеге көбейтіледi, нәтижесiнде судың SG (20 °C / 4 °C) мәнi 0,998232-ге тең болады. Өнеркәсiпте меншiктi салмақты өлшеудiң басты мақсаты – сулы ерiтiндiлердегi заттардың концентрациясын анықтау, ал олар SG мен концентрация кестелерiнде кездесетiн болғандықтан, талдаушының кестеге меншiктi салмақтың дұрыс түрін енгiзуi өте маңызды. Мысалы, сыра өнеркәсiбiнде Плато кестесi сахарозаның салмақтық концентрациясын шынайы SG-ге қатысты көрсетедi және бастапқыда (20 °C / 4 °C) сахароза ерiтiндiлерiнiң тығыздығын зертхана температурасында (20 °C) өлшеуге негiзделген, бiрақ судың 4 °C-дағы тығыздығына сiлтеме жасайды, ол судың ең жоғары тығыздығына жақын температура, ρH2O SI бiрлiктерiнде 999,972 кг/м3 (cgs бiрлiктерiнде 0,999972 немесе АҚШ жүйелiк бiрлiктерiнде 62,43 фунт/куб. фут) тең. Қазiргi уақытта Солтүстiк Америкада (20 °C / 20 °C) нақты ауырлықты өлшеулер үшiн қолданылатын ASBC кестесi SG ((20 °C / 4 °C) = 0,9982343) үшін Плато және т.б.-ның мәнiн пайдалана отырып, бастапқы Плато кестесiнен алынған. Қант, суық сусындар, бал, жемiс шырындары және осыған ұқсас өнеркәсiптерде сахарозаның салмақтық концентрациясы А. Брикс дайындаған кестеден алынады, онда SG (17,5 °C/17,5 °C) қолданылады. Соңғы мысал ретiнде британдық SG бiрлiктерi 60 °F эталондық және үлгi температурасына негiзделген, демек (15,56 °C / 15,56 °C). Заттың меншiктi салмағын бiлгенде, оның нақты тығыздығын жоғарыда келтірілген формуланы өзгерту арқылы есептеуге болады: Кейде судан басқа эталондық зат (мысалы, ауа) көрсетiледi, онда меншiктi салмақ осы эталонға қатысты тығыздықты бiлдiредi.
Relative density, also called specific gravity, is a dimensionless quantity defined as the ratio of the density (mass of a unit volume) of a substance to the density of a given reference material. Specific gravity for liquids is nearly always measured with respect to water at its densest (at ); for gases, the reference is air at room temperature The term "relative density" (abbreviated r. d. or RD) is preferred in SI, whereas the term "specific gravity" is gradually being abandoned. If a substance's relative density is less than 1 then it is less dense than the reference; if greater than 1 then it is denser than the reference. If the relative density is exactly 1 then the densities are equal; that is, equal volumes of the two substances have the same mass. If the reference material is water, then a substance with a relative density (or specific gravity) less than 1 will float in water. For example, an ice cube, with a relative density of about 0.91, will float. A substance with a relative density greater than 1 will sink. Temperature and pressure must be specified for both the sample and the reference. Pressure is nearly always 1 atm (101.325 kPa). Where it is not, it is more usual to specify the density directly. Temperatures for both sample and reference vary from industry to industry. In British brewing practice, the specific gravity, as specified above, is multiplied by 1000., resulting in an SG (20 °C/4 °C) value for water of 0.998232. As the principal use of specific gravity measurements in industry is determination of the concentrations of substances in aqueous solutions and as these are found in tables of SG versus concentration, it is extremely important that the analyst enter the table with the correct form of specific gravity. For example, in the brewing industry, the Plato table lists sucrose concentration by weight against true SG, and was originally (20 °C/4 °C) i. e. based on measurements of the density of sucrose solutions made at laboratory temperature (20 °C) but referenced to the density of water at 4 °C which is very close to the temperature at which water has its maximum density, ρH2O equal to 999.972 kg/m3 in SI units (0.999972 in cgs units or 62.43 lb/cu ft in United States customary units). The ASBC table in use today in North America for apparent specific gravity measurements at (20 °C/20 °C) is derived from the original Plato table using Plato et al.‘s value for SG(20 °C/4 °C) = 0.9982343. In the sugar, soft drink, honey, fruit juice and related industries, sucrose concentration by weight is taken from a table prepared by A. Brix, which uses SG (17.5 °C/17.5 °C). As a final example, the British SG units are based on reference and sample temperatures of 60 °F and are thus (15.56 °C/15.56 °C). Given the specific gravity of a substance, its actual density can be calculated by rearranging the above formula:
Occasionally a reference substance other than water is specified (for example, air), in which case specific gravity means density relative to that reference.
Цифрлық тығыздық өлшегіштер
Гидростатикалық қысымға негізделген құралдар: Бұл технология Паскаль принципіне негізделген, онда тік бағанадағы сұйықтықтағы екі нүкте арасындағы қысым айырмашылығы екі нүктенің арақашықтығына, сұйықтықтың тығыздығына және гравитациялық күшке байланысты. Бұл технология көбінесе сұйық деңгейін және тығыздығын өлшеудің ыңғайлы тәсілі ретінде резервуарларды өлшеуге қолданылады. Дірілдемелі элементті түрлендіргіштер: Бұл құралдың түріне сұйықтықпен жанасуы тиіс дірілдемелі элемент қажет. Элементтің резонанстық жиілігі өлшенеді және элементтің конструкциясына байланысты сұйықтықтың тығыздығымен байланыстырылады. Қазіргі заманғы зертханаларда салыстырмалы тығыздықтың дәл өлшемдері осцилляциялық U-түтіклі метрлерді пайдалану арқылы жүзеге асырылады. Олар ондық үзілістен кейін 5-6 орынға дейін өлшеуге қабілетті және сыра, дистилляция, фармацевтика, мұнай және басқа да салаларда қолданылады. Құралдар 0 және 80°C температурада белгілі бір көлемдегі сұйықтың нақты массасын өлшеуге мүмкіндік береді, бірақ микропроцессорлық базада болғандықтан, олар нақты немесе салыстырмалы тығыздықты есептеуге және оларды жалпы қышқылдардың, қант ерітінділерінің және т.б. күшіне байланысты кестелерді қамтиды. Ультрадыбыстық түрлендіргіш: Ультрадыбыстық толқындар көзден сұйықтық арқылы және толқындардың акустикалық спектроскопиясын өлшейтін детекторға жіберіледі. Сұйықтықтың тығыздығы және тұтқырлығы сияқты қасиеттерін спектрден анықтауға болады. Сәулеленуге негізделген өлшегіш: Сәулелену көзден сұйықтық арқылы және сцинтилляциялық детекторға немесе санауға жіберіледі. Сұйықтықтың тығыздығы артқан сайын, анықталған сәулелену "саны" азаяды. Көзі әдетте жартылай өмірі шамамен 30 жыл болатын радиоактивті изотоп цезий-137 болып табылады. Бұл технологияның басты артықшылығы құралдың сұйықтықпен тікелей жанасуын қажет етпеуі болып табылады - көз және детектор әдетте резервуарлардың немесе құбырлардың сыртына орнатылады. Жүзу күші түрлендіргіші: біртекті сұйықтықтағы жүзушінің тудырған жүзу күші, жүзушінің ығыстырған сұйықтығының салмағына тең. Жүзу күші суға батып жатқан сұйықтың тығыздығына пропорционалды болғандықтан, жүзу күшінің өлшемі сұйықтың тығыздығын анықтайды. Сатудағы бір құрылғы құралдың ±0,005 RD бірлік дәлдікпен салыстырмалы тығыздықты өлшеуге қабілетті екенін мәлімдейді. Су астындағы зондтың басында математикалық сипатталған серіппелі жүзу жүйесі бар. Бас сұйықтыққа тік батырылғанда, жүзу тік қозғалады және жүзудің орны тұрақты магниттің орнын басқарады, оның орын ауыстыруы Холл эффектінің сызықтық орын ауыстыру сенсорларының концентрлі массивімен анықталады. Сенсорлардың шығыс сигналдары өлшенетін шаманың тікелей сызықтық өлшемі болып табылатын бір шығыс кернеуін беретін арнайы электрондық модульде біріктіріледі.
Топырақ механикасындағы салыстырмалы тығыздық
Салыстырмалы тығыздық – максималды және минималды бос орын коэффициенттеріне қатысты ағымдағы бос орын коэффициентінің өлшемі, ал тиімді кернеу когезиясыз топырақтың механикалық қасиеттерін анықтайды. Салыстырмалы тығыздық келесі формуламен анықталады:
мұнда , және – максималды, минималды және нақты бос орын коэффициенттері.
in which , and are the maximum, minimum and actual void rations.