Massa jenis relatif adalah besaran yang digunakan untuk mengukur hubungan antara massa dan volume suatu benda. Massa jenis relatif dinyatakan sebagai massa suatu benda dibagi dengan massa jenis air yang memiliki volume yang sama dengan benda tersebut. Massa jenis relatif dinyatakan dalam satuan kg/m3 atau g/cm3.
Massa jenis relatif dapat digunakan dalam beberapa aplikasi, seperti pembuatan kapal, pesawat terbang, dan mobil. Misalnya, massa jenis relatif dapat digunakan untuk mengukur massa dan volume bahan yang digunakan dalam pembuatan kapal. Massa jenis relatif dapat juga digunakan untuk mengukur massa dan volume bahan yang digunakan dalam pembuatan pesawat terbang.
Untuk mengukur massa jenis relatif, dapat digunakan beberapa alat, seperti timbangan, kubus ukur, dan tabung ukur. Alat tersebut dapat mengukur sifat fisik dan kimiawi dari massa jenis relatif dan dapat digunakan dalam beberapa aplikasi, seperti pembuatan kapal, pesawat terbang, dan mobil.
Untuk mengoptimalkan pengukuran massa jenis relatif, dapat dilakukan beberapa langkah, seperti menggunakan alat yang tepat, menggunakan metode yang tepat, dan menggunakan standar yang tepat. Selain itu, pemerintah dan masyarakat juga dapat bekerjasama dalam melakukan pengelolaan yang baik dan benar terhadap penggunaan alat, metode, dan standar yang digunakan dalam pengukuran massa jenis relatif.
Massa jenis relatif dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti tekanan, temperatur, dan waktu. Misalnya, massa jenis relatif dapat meningkat saat tekanan meningkat dan volume berkurang. Massa jenis relatif dapat juga meningkat saat temperatur naik dan bertambah banyak energi panas yang masuk ke benda.
Untuk mengatasi masalah yang timbul akibat perubahan massa jenis relatif, dapat dilakukan beberapa langkah, seperti menggunakan alat yang tepat, menggunakan metode yang tepat, dan menggunakan standar yang tepat. Selain itu, pemerintah dan masyarakat juga dapat bekerjasama dalam melakukan pengelolaan yang baik dan benar terhadap penggunaan alat, metode, dan standar yang digunakan dalam mengatasi masalah yang timbul akibat perubahan massa jenis relatif.
Pengertian
Massa jenis relatif adalah hubungan berdimensi antara massa jenis zat dan referensi yang biasanya air pada 4 ° C (39,2 ° F) untuk cairan dan padatan, sedangkan untuk gas udara kering digunakan.
Dalam beberapa teks itu juga disebut gravitasi spesifik (terjemahan literal dari gravitasi spesifik dalam bahasa Inggris), tetapi itu adalah konsep yang sama. Kedua densitas harus berada dalam sistem satuan yang sama dan telah diukur pada kondisi tekanan dan suhu yang sama.
Benda terapung memiliki massa jenis relatif lebih rendah daripada air. Sumber: PIxabay.
Massa jenis relatif dihitung secara matematis sebagai berikut:
Massa jenis relatif = massa jenis bahan / massa jenis air
Meskipun massa jenis suatu zat tergantung pada kondisi tekanan dan suhu di mana ia diukur, terutama bila menyangkut gas, massa jenis relatif adalah konsep yang sangat berguna untuk mengkarakterisasi berbagai bahan dengan cepat.
Ini segera dihargai, karena massa jenis air kira-kira 1 gram untuk setiap sentimeter kubik: 1 g / cc atau 1000 kg / m 3 , pada tekanan atmosfer dan dalam kisaran suhu yang baik (dari 0 hingga 15 C).
Memberikan massa jenis relatif suatu zat, segera diketahui seberapa ringan atau beratnya terhadap air, zat universal.
Selain itu, massa jenis relatif adalah nilai yang mudah diingat karena diukur dengan angka kecil dan mudah ditangani, seperti yang akan dilihat pada bagian berikutnya, di mana nilai massa jenis relatif untuk beberapa zat yang diketahui adalah tersebut.
Contoh
Massa jenis relatif air jelas 1, karena seperti yang dikatakan di awal, ini adalah standar referensi untuk cairan dan padatan. Cairan seperti kopi, susu atau minuman ringan memiliki massa jenis relatif yang sangat dekat dengan air.
Adapun minyak, tidak ada nilai massa jenis relatif tunggal yang berlaku untuk semua, karena itu tergantung pada asal, komposisi dan pengolahannya. Sebagian besar densitas relatif minyak berada dalam kisaran 0,7 hingga 0,95.
Gas jauh lebih ringan, sehingga dalam banyak kegunaan referensi yang diambil adalah massa jenis udara, sedemikian rupa sehingga massa jenis relatif menunjukkan seberapa ringan atau berat suatu gas dibandingkan dengan udara. Dibandingkan dengan air, massa jenis relatif udara adalah 0,0013.
Mari kita lihat beberapa nilai massa jenis relatif untuk zat dan bahan yang diketahui.
Massa jenis relatif dari beberapa zat yang diketahui
– Tubuh manusia: 1.07.
– Merkuri : 13.6.
– Gliserin: 1,26.
– Bensin: 0,68.
– Air laut: 1.025.
– Baja: 7.8.
– Kayu: 0,5.
– Es: 0,92.
Nilai massa jenis relatif memberikan informasi langsung tentang apakah suatu zat atau bahan mengapung di air atau tenggelam.
Mengingat hal ini, lapisan minyak akan tetap berada di atas lapisan air, karena hampir semua minyak memiliki massa jenis relatif lebih rendah daripada cairan ini. Sebuah kubus kayu dalam air mungkin memiliki sebagian darinya, seperti es.
Perbedaan dengan massa jenis mutlak
Massa jenis mutlak adalah hasil bagi antara massa suatu zat dan volume yang ditempatinya. Karena volume pada gilirannya tergantung pada suhu (karena sebagian besar zat dipanaskan, mereka memuai) dan tekanan, massa jenis pada gilirannya tergantung pada dua besaran ini. Secara matematis kita memiliki:
Dimana adalah massa jenis, yang satuannya dalam Sistem Internasional adalah Kg / m 3 , m adalah massa dan V adalah volume.
Karena hubungan yang dimiliki volume dengan suhu dan tekanan, nilai massa jenis yang ditunjukkan dalam tabel biasanya ditentukan pada tekanan atmosfer dan dalam rentang suhu tertentu.
Jadi, dalam kondisi normal untuk gas: tekanan 1 atmosfer dan suhu 0º C, massa jenis udara ditetapkan pada 1.293 Kg / m 3 .
Terlepas dari kenyataan bahwa nilainya mengalami variasi ini, itu adalah kuantitas yang sangat tepat untuk menentukan perilaku zat, terutama di media yang dianggap kontinu.
Perbedaannya dengan massa jenis relatif adalah massa jenis absolut memang memiliki dimensi, dalam hal ini nilainya bergantung pada sistem satuan yang dipilih. Dengan cara ini, massa jenis air pada suhu 4º C adalah:
ρ air = 1 g / cm 3 = 1000 Kg / m 3 = 1,94 slug / ft 3
Latihan yang diselesaikan
-Latihan 1
Hitunglah volume yang ditempati oleh 16 gram minyak yang berat jenisnya 0,8.
Penyelesaian
Pertama kita cari densitas absolut minyak dari minyak. Menyatakan massa jenis relatifnya sebagai s g kita dapatkan:
ρ minyak = 0,8 x Densitas air
Untuk densitas air, nilai yang diberikan pada bagian sebelumnya akan digunakan. Ketika densitas relatif diketahui, densitas absolut segera diperoleh kembali dengan mengalikan nilai ini dengan densitas air. A) Ya:
Massa jenis bahan = Massa jenis relatif x Massa jenis air (dalam kondisi normal).
Oleh karena itu, untuk minyak dalam contoh ini:
ρ minyak = 0,8 x 1 g / cm 3 = 0,8 g / cm 3
Karena densitas adalah hasil bagi antara massa m dan volume V, maka akan menjadi sebagai berikut:
V = m / = 16 g / 0,8 g / cm 3 = 20 cm 3
-Latihan 2
Sebuah batu memiliki berat jenis 2,32 dan volume 1,42 x 10 -4 m 3 . Temukan berat batu dalam satuan Sistem Internasional dan dalam sistem teknis.
Penyelesaian
Nilai massa jenis air akan digunakan sebagai 1000 Kg / m 3 :
ρ batu = 2,32 x 1000 Kg / m 3 = 2,32 x 10 3 Kg / m 3
Massa m batu dalam kilogram:
m = r batu . V = 2,32 x 10 3 Kg / m 3 . 1,42 x 10 -4 m 3 = 0,33 Kg.
Berat dalam satuan sistem teknis adalah 0,33 Kilogram-force. Jika lebih disukai dalam sistem internasional, maka satuannya adalah Newton, yang massanya dikalikan dengan nilai g, percepatan gravitasi.
P = m. g = 0,33 Kg 9,8 m / s 2 = 3,23 N.
-Latihan 3
Piknometer adalah wadah yang dengannya massa jenis relatif suatu zat dapat ditentukan pada suhu tertentu.
piknometer. Sumber: Wikipedia.org.
Untuk menentukan massa jenis cairan yang tidak diketahui di laboratorium, prosedur ini diikuti:
– Piknometer kosong ditimbang dan terbaca 26,038 g
– Kemudian piknometer diisi dengan air pada suhu 20ºC (massa jenis air 0,99823 g/cc) dan ditimbang sehingga diperoleh nilai 35.966 g.
– Terakhir, piknometer berisi cairan yang tidak diketahui ditimbang dan bacaan yang diperoleh adalah 37.791 g.
Hal ini diminta untuk menyimpulkan ekspresi untuk menghitung massa jenis cairan dan menerapkannya dengan data yang diperoleh.
Penyelesaian
Massa air dan fluida ditentukan dengan mengurangkan pembacaan piknometer yang terisi dari pembacaan piknometer kosong:
massa H2O = 35,966 g – 26,038 g = 9,928 g; massa fluida = 37,791 g – 26,038 g = 11,753 g
Akhirnya diganti dalam ekspresi yang disimpulkan:
ρ fluida = (11,753 g / 9,928 g). 0,99823 g / cc = 1,182 g / cc.
Referensi
- Ensiklopedia Britannica. Berat jenis. Dipulihkan dari: britannica.com.
- Giancoli, D. 2006. Fisika: Prinsip dengan Kegunaan. 6 th .. Ed Prentice Hall.
- Mott, R. 2006. Mekanika Fluida. 4. Edisi. Pendidikan Pearson. 12-21.
- Valera Negrete, J. 2005. Catatan tentang Fisika Umum. UNAM. 44-45.
- Putih, F. 2004. Mekanika Fluida. Edisi ke-5. Bukit Mc Graw. 17-18.