विशिष्ट आयतन एक किलोग्राम के कब्जे वाले घन मीटर की संख्या के रूप में परिभाषित किया गया है मामला. यह किसी सामग्री के आयतन का अनुपात है द्रव्यमान, जो कि इसके पारस्परिक के समान है घनत्व. दूसरे शब्दों में, विशिष्ट मात्रा घनत्व के व्युत्क्रमानुपाती होती है। किसी भी स्थिति के लिए विशिष्ट मात्रा की गणना या माप की जा सकती है, लेकिन इसका उपयोग अक्सर गणना में शामिल किया जाता है गैसों.
विशिष्ट मात्रा के लिए मानक इकाई घन मीटर प्रति किलोग्राम (मीटर) है3/ किग्रा), हालांकि इसे प्रति मिली ग्राम (mL / g) या क्यूबिक फीट प्रति पाउंड (फुट) के रूप में व्यक्त किया जा सकता है3/lb).
आंतरिक और गहन
किसी विशिष्ट आयतन के "विशिष्ट" भाग का अर्थ है कि यह इकाई द्रव्यमान के रूप में व्यक्त किया गया है। यह एक आंतरिक संपत्ति मामले के, जिसका अर्थ है कि यह नमूना आकार पर निर्भर नहीं करता है। इसी तरह, विशिष्ट मात्रा एक गहन संपत्ति है मामले के यह अप्रभावित है कि कोई पदार्थ कितना मौजूद है या उसका नमूना कहां था।
विशिष्ट मात्रा सूत्र
विशिष्ट आयतन (ν) की गणना के लिए उपयोग किए जाने वाले तीन सामान्य सूत्र हैं:
- ν = वी / एम जहां V मात्रा है और m द्रव्यमान है
- ν = 1 /ρ = ρ-1 जहां ρ घनत्व है
- ν = आरटी / पीएम = आरटी / पी जहां R आदर्श है गैस स्थिर, टी तापमान है, पी दबाव है, और एम है molarity
दूसरा समीकरण आमतौर पर तरल पदार्थ और ठोस पर लागू होता है क्योंकि वे अपेक्षाकृत असंगत होते हैं। गैसों के साथ काम करते समय समीकरण का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन गैस का घनत्व (और इसकी विशिष्ट मात्रा) तापमान में मामूली वृद्धि या कमी के साथ नाटकीय रूप से बदल सकता है।
तीसरा समीकरण केवल उसी पर लागू होता है आदर्श गैसें या अपेक्षाकृत कम तापमान पर वास्तविक गैसों के लिए और आदर्श गैसों पर दबाव डालते हैं।
सामान्य विशिष्ट वॉल्यूम मानों की तालिका
इंजीनियर और वैज्ञानिक आम तौर पर विशिष्ट मात्रा मानों की तालिकाओं का उल्लेख करते हैं। ये प्रतिनिधि मान मानक तापमान और दबाव के लिए हैं (एसटीपी), जो 0 ° C (273.15 K, 32 ° F) का तापमान और 1 atm का दबाव है।
| पदार्थ | घनत्व | विशिष्ट आयतन |
|---|---|---|
| (किलो / मी3) | (म3/kg) | |
| वायु | 1.225 | 0.78 |
| बर्फ | 916.7 | 0.00109 |
| पानी (तरल) | 1000 | 0.00100 |
| खारा पानी | 1030 | 0.00097 |
| बुध | 13546 | 0.00007 |
| आर -22 * | 3.66 | 0.273 |
| अमोनिया | 0.769 | 1.30 |
| कार्बन डाइऑक्साइड | 1.977 | 0.506 |
| क्लोरीन | 2.994 | 0.334 |
| हाइड्रोजन | 0.0899 | 11.12 |
| मीथेन | 0.717 | 1.39 |
| नाइट्रोजन | 1.25 | 0.799 |
| स्टीम * | 0.804 | 1.24 |
तारांकन चिह्न (*) से चिह्नित पदार्थ एसटीपी में नहीं हैं।
चूंकि सामग्री हमेशा मानक परिस्थितियों में नहीं होती है, इसलिए उन सामग्रियों के लिए भी तालिकाएँ होती हैं, जो तापमान और दबावों की विशिष्ट मात्रा के मूल्यों को सूचीबद्ध करती हैं। आप हवा और भाप के लिए विस्तृत टेबल पा सकते हैं।
विशिष्ट मात्रा का उपयोग
विशिष्ट मात्रा का उपयोग अक्सर इंजीनियरिंग में और भौतिकी और रसायन विज्ञान के लिए थर्मोडायनामिक्स गणना में किया जाता है। इसका उपयोग गैसों के व्यवहार के बारे में भविष्यवाणियाँ करने के लिए किया जाता है जब स्थितियाँ बदलती हैं।
अणुओं की एक निर्धारित संख्या वाले एक एयरटाइट कक्ष पर विचार करें:
- यदि अणुओं की संख्या स्थिर रहने के दौरान चैम्बर का विस्तार होता है, तो गैस का घनत्व कम हो जाता है और विशिष्ट मात्रा बढ़ जाती है।
- यदि अणुओं की संख्या स्थिर रहती है तो चैम्बर सिकुड़ता है, गैस का घनत्व बढ़ता है और विशिष्ट आयतन घटता है।
- यदि कुछ अणुओं को हटाए जाने के दौरान कक्ष की मात्रा स्थिर रहती है, तो घनत्व कम हो जाता है और विशिष्ट मात्रा बढ़ जाती है।
- यदि नए अणुओं को जोड़ते समय कक्ष की मात्रा स्थिर रहती है, तो घनत्व बढ़ता है और विशिष्ट मात्रा घट जाती है।
- यदि घनत्व दोगुना हो जाता है, तो इसकी विशिष्ट मात्रा आधी हो जाती है।
- यदि विशिष्ट मात्रा दोगुनी हो जाती है, तो घनत्व आधे में कट जाता है।
विशिष्ट मात्रा और विशिष्ट गुरुत्व
यदि दो पदार्थों की विशिष्ट मात्रा ज्ञात है, तो इस जानकारी का उपयोग उनके घनत्व की गणना और तुलना करने के लिए किया जा सकता है। घनत्व पैदावार की तुलना विशिष्ट गुरुत्व मान। विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण का एक अनुप्रयोग यह अनुमान लगाने के लिए है कि क्या कोई पदार्थ दूसरे पदार्थ पर रखे जाने पर तैर या डूब जाएगा।
उदाहरण के लिए, यदि पदार्थ A में 0.358 सेमी की विशिष्ट मात्रा है3/ g और पदार्थ B की एक विशिष्ट मात्रा 0.374 सेमी है3/ g, प्रत्येक मान का विलोम लेने से घनत्व प्राप्त होगा। इस प्रकार, A का घनत्व 2.79 ग्राम / सेमी है3 और बी का घनत्व 2.67 ग्राम / सेमी है3. विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण, A की B के घनत्व की तुलना 1.04 है या A की तुलना में B का विशिष्ट गुरुत्व 0.95 है। A, B से सघन है, इसलिए A, B में डूब जाता है या B, A पर तैरता है।
उदाहरण गणना
भाप के नमूने के दबाव को 2500 lbf / in माना जाता है2 1960 रैंकिन के तापमान पर। यदि गैस स्थिर 0.596 है, तो भाप की विशिष्ट मात्रा क्या है?
ν = आरटी / पी
ν = (0.596) (1960) / (2500) = 0.467 इन3/lb
सूत्रों का कहना है
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