विशिष्ट मात्रा प्रत्येक तत्व या सामग्री की एक विशेषता गहन संपत्ति है। इसे गणितीय रूप से परिभाषित किया जाता है, क्योंकि एक निश्चित राशि (एक किलोग्राम या एक ग्राम) के कब्जे वाले वॉल्यूम के बीच संबंध; दूसरे शब्दों में, यह घनत्व का पारस्परिक है।
घनत्व इंगित करता है कि पदार्थ का 1 एमएल कितना वजन (तरल, ठोस, गैसीय, या एक सजातीय या विषम मिश्रण) है, जबकि विशिष्ट मात्रा उस मात्रा को संदर्भित करती है जिसका 1 जी (या 1 किलो) व्याप्त है। इस प्रकार, किसी पदार्थ के घनत्व को जानना, इसकी विशिष्ट मात्रा निर्धारित करने के लिए पारस्परिक गणना करना पर्याप्त है।
"विशिष्ट" शब्द किसको संदर्भित करता है? जब किसी भी संपत्ति को विशिष्ट कहा जाता है, तो इसका मतलब है कि इसे द्रव्यमान के एक फ़ंक्शन के रूप में व्यक्त किया जाता है, जो एक व्यापक संपत्ति (जो कि द्रव्यमान पर निर्भर करता है) से एक गहन (सिस्टम में सभी बिंदुओं पर निरंतर) को बदलने की अनुमति देता है।
वे इकाइयाँ जिनमें विशिष्ट मात्रा सामान्य रूप से व्यक्त की जाती है (m 3 / Kg) या (cm 3 / g)। हालांकि, हालांकि यह संपत्ति द्रव्यमान पर निर्भर नहीं करती है, यह अन्य चर पर निर्भर करती है, जैसे पदार्थ पर तापमान या दबाव घटना। यह एक ग्राम पदार्थ को उच्च तापमान पर अधिक मात्रा में रखने का कारण बनता है।
पानी का
पहली छवि में आप तरल की सतह के साथ मिश्रण करने के लिए पानी की एक बूंद देख सकते हैं। क्योंकि यह स्वाभाविक रूप से एक पदार्थ है, इसका द्रव्यमान किसी भी अन्य की तरह मात्रा में रहता है। यह स्थूल मात्रा आयतन और उसके अणुओं के परस्पर क्रिया का एक उत्पाद है।
पानी के अणु में रासायनिक सूत्र H 2 O होता है, जिसका आणविक द्रव्यमान लगभग 18g / mol होता है। यह जो घनत्व प्रस्तुत करता है, वह तापमान पर भी निर्भर करता है, और एक अणु पर इसके अणुओं का वितरण यथासंभव समरूप माना जाता है।
एक तापमान T पर घनत्व मूल्यों के साथ, तरल पानी की विशिष्ट मात्रा की गणना करने के लिए निम्न सूत्र को लागू करना पर्याप्त है:
v = (1 / ρ)
इसकी गणना प्रायोगिक रूप से पानी के घनत्व को निर्धारित करके एक पाइकोनोमीटर का उपयोग करके और फिर गणितीय गणना करके की जाती है। क्योंकि प्रत्येक पदार्थ के अणु एक दूसरे से भिन्न होते हैं, इसलिए परिणामी विशिष्ट आयतन होगा।
यदि एक विस्तृत तापमान सीमा पर पानी का घनत्व 0.997 kg / m 3 है, तो इसकी विशिष्ट मात्रा 1.003 m 3 / kg है।
हवा से
वायु एक सजातीय गैसीय मिश्रण है, जो मुख्य रूप से नाइट्रोजन (78%) से बना है, इसके बाद ऑक्सीजन (21%) और अंत में पृथ्वी के वायुमंडल में अन्य गैसों द्वारा बनाया गया है। इसका घनत्व अणुओं के सभी मिश्रणों की एक सूक्ष्म अभिव्यक्ति है, जो सभी दिशाओं में कुशलतापूर्वक बातचीत और प्रचार नहीं करते हैं।
क्योंकि पदार्थ को निरंतर माना जाता है, एक कंटेनर में इसका प्रसार इसकी संरचना को नहीं बदलता है। फिर से, तापमान और दबाव की वर्णित स्थितियों पर घनत्व को मापकर, कोई भी निर्धारित कर सकता है कि वायु की मात्रा 1 ग्राम क्या है।
चूंकि विशिष्ट मात्रा 1 / ρ है, और इसका ρ पानी की तुलना में छोटा है, तो इसकी विशिष्ट मात्रा बड़ी है।
इस तथ्य की व्याख्या पानी बनाम हवा के आणविक इंटरैक्शन पर आधारित है; उत्तरार्द्ध, यहां तक कि आर्द्रता के मामले में, जब तक यह बहुत ठंडे तापमान और उच्च दबाव के अधीन नहीं होता है, तब तक यह घनीभूत नहीं होता है।
भाप से
उन्हीं स्थितियों के तहत, क्या एक ग्राम वाष्प हवा के एक ग्राम से अधिक मात्रा पर कब्जा कर लेगा? वायु गैसीय चरण में पानी की तुलना में घनी होती है, क्योंकि यह पानी के अणुओं के विपरीत, ऊपर उल्लिखित गैसों का मिश्रण है।
चूँकि विशिष्ट आयतन घनत्व का विलोम होता है, इसलिए एक ग्राम वायु की तुलना में वाष्प का एक ग्राम अधिक मात्रा (यह कम घना) होता है।
तरल पदार्थ के रूप में भाप के भौतिक गुण कई औद्योगिक प्रक्रियाओं में आवश्यक हैं: गर्मी एक्सचेंजर्स के अंदर, अन्य लोगों के बीच आर्द्रता, स्वच्छ मशीनरी बढ़ाने के लिए।
उद्योगों के भीतर बड़ी मात्रा में भाप को संभालने के लिए कई चर हैं, विशेष रूप से तरल पदार्थ के यांत्रिकी के विषय में।
नाइट्रोजन
बाकी गैसों की तरह, इसका घनत्व दबाव (ठोस और तरल पदार्थ के विपरीत) और तापमान पर काफी निर्भर करता है। इस प्रकार, इसकी विशिष्ट मात्रा के लिए मान इन चर के अनुसार भिन्न होते हैं। इसलिए गहन गुणों के संदर्भ में प्रणाली को व्यक्त करने के लिए इसकी विशिष्ट मात्रा निर्धारित करने की आवश्यकता है।
प्रयोगात्मक मूल्यों के बिना, आणविक तर्क के माध्यम से, नाइट्रोजन की घनत्व की तुलना अन्य गैसों के साथ करना मुश्किल है। नाइट्रोजन अणु रैखिक (N≡N) है और पानी का कोणीय है।
चूंकि एक "लाइन" एक "बूमरैंग" की तुलना में कम मात्रा में होती है, इसलिए घनत्व (एम / वी) की परिभाषा से नाइट्रोजन को पानी से भीगने की उम्मीद की जा सकती है। 1.2506 किलोग्राम / मी 3 के घनत्व का उपयोग करते हुए, यह मान जिस स्थिति में मापा गया था उस पर विशिष्ट मात्रा 0.7996 मीटर 3 / किलोग्राम है; यह केवल पारस्परिक (1 / ρ) है।
आदर्श गैस की
आदर्श गैस वह है जो समीकरण का पालन करती है:
पी = एनआरटी / वी
यह देखा जा सकता है कि समीकरण आणविक संरचना या आयतन जैसे किसी चर को नहीं मानता है; न ही यह विचार करता है कि सिस्टम द्वारा परिभाषित अंतरिक्ष में गैस के अणु एक दूसरे से कैसे संपर्क करते हैं।
तापमान और दबावों की एक सीमित सीमा में, सभी गैसें समान व्यवहार करती हैं; इस कारण से यह कुछ हद तक मान्य है कि वे आदर्श गैस समीकरण का पालन करते हैं। इस प्रकार, इस समीकरण से, विशिष्ट मात्रा सहित गैसों के कई गुणों को निर्धारित किया जा सकता है।
इसे हल करने के लिए, घनत्व चर के संदर्भ में समीकरण को व्यक्त करना आवश्यक है: द्रव्यमान और मात्रा। मोल्स का प्रतिनिधित्व n द्वारा किया जाता है, और ये गैस के द्रव्यमान को उसके आणविक द्रव्यमान (m / M) से विभाजित करने का परिणाम हैं।
समीकरण में चर द्रव्यमान m को लेते हुए, यदि यह मात्रा से विभाजित होता है, तो घनत्व प्राप्त किया जा सकता है; यहां से, यह घनत्व को साफ करने और फिर समीकरण के दोनों किनारों को "फ्लिप" करने के लिए पर्याप्त है। ऐसा करने से, विशिष्ट मात्रा अंत में निर्धारित होती है।
नीचे दी गई छवि एक आदर्श गैस की विशिष्ट मात्रा के अंतिम अभिव्यक्ति पर पहुंचने के लिए प्रत्येक चरण को दर्शाती है।
संदर्भ
- विकिपीडिया। (2018)। विशिष्ट आयतन। से लिया गया: en.wikipedia.org
- Study.com। (21 अगस्त, 2017)। विशिष्ट मात्रा क्या है? - परिभाषा, सूत्र और इकाइयां इससे ली गई हैं: study.com
- मटका। (5 मई, 2015)। विशिष्ट आयतन। से लिया गया: grc.nasa.gov
- माइकल जे। मोरन और हावर्ड एन। शापिरो। (2004)। तकनीकी ऊष्मप्रवैगिकी के मूल तत्व। (दूसरा संस्करण)। संपादकीय रिवर्ट, पृष्ठ १३।
- इकाई 1: ऊष्मप्रवैगिकी की अवधारणा। । से लिया गया: 4.tecnun.es
- TLV। (2018)। स्टीम के लिए मुख्य अनुप्रयोग। से लिया गया: tlv.com