Vad är specifik vikt?

Allt du behöver veta om specifik vikt

Specifik vikt, även kallad relativ densitet, mäter densiteten hos ett ämne jämfört med vattnets densitet.

Specifik vikt är relaterad till densitet, eftersom båda är fysikaliska egenskaper som används för att avgöra hur "tätt" ett visst material är. Detta material kan vara en gas, vätska eller fast ämne.

Specifik vikt och densitet används för att identifiera ett material, bestämma koncentrationen i en vätskelösning (t.ex. alkohol eller socker i en dryck), eller kontrollera om en produkt uppfyller specifikationerna.

Den här sidan går igenom grunderna i specifik vikt och densitet.

Nyfiken på hur specifik vikt avslöjar ett materials verkliga densitet?

Provets densitet definieras som dess massa dividerad med dess volym.
Formeln för densitet:

Specifik vikt, även känd som relativ densitet, används för att beskriva densiteten hos ett ämne jämfört med vattnets densitet. För att beräkna specifik vikt dividerar man provets densitet med vattnets densitet.

Formeln för specifik vikt:

Vad är skillnaden mellan specifik vikt och densitet?

Den huvudsakliga skillnaden mellan specifik vikt och densitet är att specifik vikt är dimensionslös, vilket betyder att den saknar enhet, medan densitet har en enhet (g/cm3, kg/m3, g/mL, oz/US fl, ...).

Specifik vikt talar om för dig om något flyter eller sjunker i vatten. En specifik vikt under 1 betyder att provet är mindre tätt (lättare) än vatten och därför flyter. Till exempel kommer en olja med en specifik vikt på 0.825 att flyta på vatten.

Hur omvandlar man specifik vikt till densitet ?

Specifik vikt för ämnet = ämnets densitet / vattnets densitet

Exempel (vid 20°C):

Provets densitet = 1.3265 g/cm3

Vattnets densitet = 0.9982 g/cm3

Provets specifika vikt = 1.3265 / 0.9982 = 1.3289

Hur omvandlar man densitet till specifik vikt?

Ämnets densitet = ämnets specifika vikt x vattnets densitet

Exempel (vid 20°C):

Provets specifika vikt = 1.0627 g/cm3

Vattnets densitet = 0.9982 g/cm3

Provets densitet = 1. 1.0627 x 0.9982 = 1.0608

Temperaturen hos ett prov påverkar både densiteten och den specifika vikten. Ju högre temperaturen är, desto större blir volymen och desto lägre blir densiteten. Om temperaturen ökar ökar volymen och densiteten minskar. Däremot förändras inte ämnets massa med temperaturen.

Det tydligaste undantaget från denna regel är flytande vatten, som når sin maximala densitet vid 3,98 ºC; över denna punkt ökar vattnets volym och det blir mindre tätt. Det motsatta gäller när vatten kyls ned.

Eftersom specifik vikt är provets densitet dividerad med vattnets densitet, kommer båda densiteterna att minska med stigande temperatur, men inte i samma grad. Temperaturen har vanligtvis något mindre betydelse för specifik vikt än för densitet.

Molecule at a given temperature (slight movements)	Same molecules when temperature increases (moving further apart)	Formula

Vilka instrument används för att mäta specifik vikt och densitet?

Det finns olika typer av instrument för att mäta både specifik vikt och densitet:

Hydrometer

En hydrometer är ett kostnadseffektivt instrument som används för att bestämma vätskors specifika vikt/densitet. Den är tillverkad av blåst glas och består av en rundad tyngd i botten, vikt med bly- eller stålkulor, samt ett långt, smalt skaft med en skala.

Hydrometern sänks ned i provvätskan tills den flyter. Densitetsvärdet avläses genom att titta på skalan, där provvätskans nivå sammanfaller med en markering på hydrometer-skalan.

De flesta hydrometrar mäter provets specifika vikt: enkelt uttryckt talar en hydrometer om för användaren om en vätska är tätare eller mindre tät än vatten. Den flyter högre i en vätska med högre specifik vikt, såsom vatten med upplöst socker, jämfört med en vätska med lägre specifik vikt, såsom rent vatten eller alkohol.

När man använder en hydrometer har användaren två alternativ:

Använd hydrometern vid dess kalibrationstemperatur (vanligtvis 16 °C eller 20 °C). Beroende på provvolymen kan det ta en stund för provet att nå denna temperatur.
Registrera helt enkelt mätvärdet vid omgivningstemperaturen. Både mät- och temperaturvärden måste dokumenteras. Vid behov kan en korrigeringsfaktor tillämpas senare för att erhålla det temperaturkorrigerade mätvärdet.

Pyknometer

En pyknometer, vanligen tillverkad av glas, är en flaska med en fördefinierad volym som används för att mäta en vätskas specifika vikt/densitet. Den kan även bestämma specifik vikt/densitet hos dispersioner, fasta ämnen och till och med gaser.

Vid korrekt användning ger pyknometrar mycket precisa resultat, med noggrannhet upp till 10-5 g/cm3 – detta motsvarar noggrannheten (antal decimaler) hos den digitala våg som används.

En termometer krävs också för att mäta temperaturen.
Utbildning av användaren krävs för att säkerställa noggranna mätningar med pyknometern.

Portabel digital densitetsmätare

Bärbara digitala densitetsmätare används för att snabbt och noggrant bestämma vätskors specifika vikt/densitet. Bestämning av densitet eller specifik vikt med digitala mätare baseras på två faktorer:

Svängningen, eller vibrationerna, hos ett U-format glasinstrumentrör (U-rör).
Förhållandet mellan vätskeprovets massa och U-rörets svängningsfrekvens.

När U-röret fylls med provvätska påverkas dess svängningsfrekvens: tack vare fabrikskalibrering med prover med kända densiteter kan denna svängningsfrekvens direkt korreleras med densiteten hos vilket vätskeprov som helst med en noggrannhet på 0.001 g/cm3 eller en specifik vikt med en noggrannhet på 0.001.

Handhållna digitala densitetsmätare mäter provet vid omgivningstemperatur. Om ett resultat behövs vid en viss temperatur kan den digitala densitetsmätaren tillämpa en korrigeringsfaktor på det uppmätta resultatet för att kompensera resultatet till en definierad temperatur. Varje mätning tar bara några sekunder, vilket gör att användarna snabbt kan gå vidare till nästa prov.

Den uppmätta densiteten kan automatiskt omvandlas till andra enheter och koncentrationer för specifika tillämpningar, såsom specifik vikt, API, alkohol%, °Brix osv.

Digital densitetsmätare för bänkbruk

Bordsmontage digitala densitetsmätare använder samma teknik som bärbara digitala densitetsmätare, svängningen hos ett U-format glasinstrumentrör (U-rör). Dessutom har de inbyggd Peltier-temperaturkontroll, som för provet till den valda temperaturen (t.ex. 20 °C). Temperaturkontrollen kan ligga mellan 0 °C och 95 °C. Dessa densitetsmätare kan uppnå en noggrannhet på 0.000005 g/m3 för densitet, eller 0.000005 för specifik vikt.

Vissa bänkmodeller av digitala densitetsmätare kan anslutas till automatiseringslösningar för enstaka eller flera prover, vilket ger automatiserad provtagning, sköljning och torkning.

Dessa densitetsmätare kan ofta uppgraderas till ett dedikerat automatiserat flerparametersistem som kombinerar densitet, brytningsindex, pH, färg, konduktivitet med mera för att spara tid, öka datakvaliteten och förhindra att proverna förändras mellan enskilda analyser.

En av fördelarna med digitala densitetsmätare som använder det U-formade glasinstrumentröret är den lilla provvolym som krävs (vanligtvis 1.5 mL), vilket möjliggör en snabbare temperaturjämvikt för provet.

Exempel på specifik vikt och densitet för vissa material

Ämne	Specifik vikt (vid 20°C)	Densitet (vid 20°C)
Dodekan	0.746	0.745 g/cm3
Ammoniak	0.772	0.771 g/cm3
Råolja	0.791	0.790 g/cm3
Vatten	1.000	0.998 g/cm3
2,4-diklorotoluen	1.251	1.249 g/cm3
Glycerin	1.261	1.259 g/cm3
1-bromnaftalen	1.484	1.481 g/cm3
Kvicksilver	13.618	13.593 g/cm3

Vid olika temperaturer

Ämne	SG (vid 15°C)	Densitet (vid 15°C)	SG (vid 25°C)	Densitet (vid 25°C)
Dodekan	0.753	0.752 g/cm3	0.747	0.745 g/cm³
Vatten	1.000	0.999 g/cm³	1.000	0.997 g/cm³
2,4-diklorotoluen	1.255	1.254 g/cm³	1.248	1.244 g/cm³
1-bromnaftalen	1.487	1.486 g/cm³	1.480	1.476 g/cm³

Se våra densitetsmätare

Vanliga frågor

Vad är luftens specifika vikt?

Den specifika vikten hos luft är 0,00121 vid 20°C och under ett atmosfärstryck på 101,325 kPa (dvs. vid havsnivå). Detta tryck förändras med vädret (lägre tryck när det regnar eller snöar) och med höjden över havet (lägre tryck på hög höjd än vid havsnivå). Till exempel, på en höjd av 440 m över havet är atmosfärstrycket (årsmedelvärde) endast 96,12 kPa, och den genomsnittliga specifika vikten hos luften vid 20°C är 0,00114.

Vad är vattnets specifika vikt?

Den specifika vikten hos vatten är 1,00000 vid 20°. Observera att vattnets densitet förändras med temperaturen. Den ökar från 0°C till 4°C (där den är nästan 1) och minskar sedan från 4°C till högre temperaturer. Den specifika vikten hos vatten ändras dock inte med temperaturen; den kommer fortfarande att vara lika med 1,00000.

Varför kan specifik vikt användas för att identifiera ett prov?

Specifik vikt och densitet kan enkelt användas för att identifiera ett rent prov eftersom varje ämne har en unik specifik vikt/densitet. Efter en mätning kan provets specifika vikt/densitet slås upp för att se vad den motsvarar.

Hur kan densitet/specific gravity användas för att bestämma koncentrationer?

Mängden löst ämne i ett lösningsmedel påverkar vanligtvis densiteten och den specifika vikten hos den resulterande lösningen. Genom att mäta den specifika vikten hos en serie lösningar med kända, varierande mängder löst ämne kan en omvandlingstabell eller formel tas fram som kopplar den specifika vikten till koncentrationen för en given lösning.

Vilka är några typiska användningsområden för mätning av specifik vikt?

Här är några typiska tillämpningar av mätning av specifik vikt:

Bestämning av alkoholkoncentration i sprit, kontroll av jäsningsprocessen i vin- och ölproduktion
Mätning av Brix (sockerhalt) i mellanprodukter och slutprodukter inom livsmedel och drycker
Specifik vikt, densitet och andra koncentrationer såsom API-gravitet i tunga oljor, paraffin och smörjmedel inom petrokemisk industri
Specifik vikt och densitet i batterisyra inom fordonsindustrin och andra lösningsmedel
Syror och baser inom den kemiska industrin
Många tillämpningar inom läkemedelsindustrin, såsom specifik vikt i kosmetika, produkter för personlig vård och mycket mer

Sökförslag

Vad är specifik vikt?

Allt du behöver veta om specifik vikt

Vad är densitet och specifik vikt?

Vad är skillnaden mellan specifik vikt och densitet?

Hur påverkar provers temperatur den specifika vikten och densiteten?

Molecule at a given temperature (slight movements)

Same molecules when temperature increases (moving further apart)

Formula