Ειδικό βάρος

Με τον όρο ειδικό βάρος χαρακτηρίζεται το βάρος (σε γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστόμετρο, g/cm3) ενός σώματος, ή ο λόγος του βάρους ενός σώματος προς τον όγκο αυτού ή προς το βάρος ίσου όγκου απεσταγμένου ύδατος, θερμοκρασίας 4 βαθμών Κελσίου. Πολύ συχνά γίνεται σύγχυση μεταξύ του ειδικού βάρους και της πυκνότητας μιας ουσίας που όμως είναι διαφορετικές έννοιες εκφραζόμενες όμως με τον ίδιο αριθμό σε σχέση με το νερό. Έτσι ο όρος «σχετική πυκνότητα» φέρεται σε πολλές των περιπτώσεων να προτιμάται συχνά στη σύγχρονη επιστημονική χρήση.

 Το ειδικό βάρος είναι βάρος σε γραμμάρια (βάρους) της μονάδας του όγκου, ενώ πυκνότητα είναι ο λόγος της μάζας μιας ουσίας προς τον όγκο αυτής ή προς την μάζα ίσου όγκου ύδατος θερμοκρασίας 4°C. Έτσι όταν λέμε για παράδειγμα ότι ο σίδηρος έχει ειδικό βάρος 7 εννοούμε ότι το 1 κυβ. εκατοστό αυτού ζυγίζει 7 γραμμάρια βάρους. Εάν όμως θέλουμε να βρούμε την πυκνότητα του σιδήρου λαμβάνοντας 1 κυβικό εκατοστό όγκου του τότε θα πρέπει να διαιρέσουμε τη μάζα ενός κυβικού εκατοστού που είναι ίση με 7 γραμμάρια (μάζας) δια της μάζας του ενός κυβικού εκατοστού ύδατος απεσταγμένου σε θερμοκρασία 4°C που ως γνωστό λαμβάνεται ως μονάδα μάζας και ισούται με 1 γραμμάριο (μάζας). Συνεπώς και η πυκνότητα του σιδήρου εκφράζεται με τον αριθμό 7. Κατά τη σύγχρονη αντίληψη είναι πλέον γεγονός ότι ακολουθείται η αναφορά στη πυκνότητα αντί του ειδικού βάρους από την άποψη ότι η μάζα μιας ουσίας, σε αντίθεση με το βάρος της, δεν μεταβάλλεται από τόπο εις τόπο, παραμένοντας έτσι σταθερή ανεξάρτητα του βαρυτικού πεδίου της Γης.Έτσι κατά την έννοια της μάζας και όχι του βάρους θα μπορούσε να θεωρηθεί ότι το (σχετικό) ειδικό βάρος είναι ένα μέτρο της πυκνότητας μιας ουσίας. Ορίζεται ως ο λόγος της πυκνότητας της ουσίας προς την πυκνότητα μιας ουσίας αναφοράς. Είναι αδιάστατο μέγεθος και γι' αυτό έχει την ιδιότητα να έχει την ίδια τιμή ανεξάρτητα από το σύστημα μονάδων που θα χρησιμοποιηθεί για την έκφραση της πυκνότητας της ουσίας. Ως ουσία αναφοράς για υγρά και στερεά χρησιμοποιείται συνήθως το νερό. Έτσι το σχετικό ειδικό βάρος μιας ουσίας είναι ο λόγος της πυκνότητάς της, προς την πυκνότητα του νερού. Για το σχετικό ειδικό βάρος των αερίων, σαν ουσία αναφοράς χρησιμοποιείται συχνά ο αέρας. Η πυκνότητα των υγρών μπορεί να θεωρηθεί ανεξάρτητη της πίεσης για τους πιο πολλούς υπολογισμούς, αλλά μεταβάλλεται σημαντικά με τη θερμοκρασία. Επομένως, για να οριστεί με ακρίβεια το ειδικό βάρος ενός υλικού, πρέπει να καθοριστούν οι θερμοκρασίες στις οποίες μετρούνται οι πυκνότητες του υλικού και της ουσίας αναφοράς. Έτσι για παράδειγμα: ειδικό βάρος = 1.243 4 20 {\displaystyle 1.243_{4}^{20}} σημαίνει ότι το ειδικό βάρος της ουσίας στους 20°C ως προς αυτό του νερού στους 4°C είναι 1,243. Επειδή η πυκνότητα του νερού στους 4°C είναι σχεδόν 1,0 g/cm3 στο σύστημα CGS, οι αριθμητικές τιμές του σχετικού ειδικού βάρους και τις πυκνότητας σε αυτό το σύστημα είναι ουσιαστικά ίσες. Κάτι που δεν συμβαίνει στα άλλα συστήματα μονάδων, όπου για παράδειγμα στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων η πυκνότητα του νερού είναι ίση με 1000 kg/m3 και άρα το σχετικό ειδικό βάρος ισούται με την πυκνότητα δια χίλια. Μονάδα μέτρησης: Το Ε.Β. στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων εκφράζεται σε Νιούτον ανά κυβικό μέτρο. Σχέση όγκου - βάρους αερίων Το ειδικό βάρος του νερού με τη θερμοκρασία.