Mikä on yhteys ominaispainon ja tiheyden välillä?

Ominaispaino ja tiheys liittyvät toisiinsa, koska ominaispaino on tieteessä käytettyyn vakiotiheyteen perustuva suhde, jossa nesteiden ja kiintoaineiden perustiheydeksi muodostuu vesi ja kaasujen perustiheydeksi ilma tai vetykaasu. Tiheys on aineen keskimääräinen tiivistys, mitattuna yleensä kilona/kuutiometri (lbs/ft3) tai kilogramma kuutiometriä (kg/m3). Tunnetun aineen tiheyden jakaminen veden vertailutiheydellä määrittää sen ominaispainon.

Esimerkki ominaispainon ja tiheyden välisestä suhteesta kiintoaineisiin voidaan osoittaa tarkastelemalla elementin, kuten kullan, laatua. Puhtaan kullan ominaispaino on 19.33 ja kiinteä tiheys huoneenlämmössä 68 ° Fahrenheit (20 ° C) on 19.30 grammaa kuutiosenttimetriä kohti (g/cm3). Nämä luvut näyttävät niin samanlaisilta johtuen veden vertailupisteestä ominaispainon laskemisessa, koska veden tiheys huoneenlämpötilassa on hyvin lähellä 1 g/cm3. Itse asiassa veden tiheys on 0.99823 g/cm3, minkä seurauksena kiinteiden aineiden ominaispaino ja tiheys ovat hieman erilaiset. Kullan ominaispainon ilmaiseminen tarkemmin, koska kullan tiheyden suhde veden tiheyteen olisi 19.30 g/cm3 jaettuna 0.99823 g/cm3, jolloin suhde on 19.33/1.

Nesteiden ominaispainon ja tiheyden ilmaisut sisältävät Pascalin lain, jonka mukaan paine suljetussa, kokoonpuristumattomassa nestetilavuudessa on sama kaikkialla. Painenäkökohdat otetaan huomioon myös kaasujen tiheydellä käyttämällä ideaalikaasulakia, jotta saadaan arvioita kaasun tilasta paineen, tilavuuden ja lämpötilan perusteella. Kaikissa ominaispainolaskelmissa ilman vertailutiheyden tulisi olla yksi 14.7 KPa (2 lb/in101.3) ilmakehä.

Yksi ominaispaino- ja tiheyslaskelmien ilmeisimmistä arvoista on, että suhde kertoo heti, uppoaako tai kelluuko materiaali vedessä. Mikä tahansa ominaispaino on yli yhden tiheämpi kuin vesi, mutta alumiinin ominaispaino on vain 2.7 huoneenlämmössä verrattuna raskaampiin metalleihin, kuten kultaan. Mahdollisesti vaarallisten teollisuudessa käytettävien kaasujen, kuten silaanin, joka palaa spontaanisti ilmassa, ominaispaino on 1.11. Tietäen, että se on vain hieman raskaampaa kuin ilma, se auttaa palonsammutusjärjestelmien suunnittelussa.

Kaupallisesti eri kemikaalien ominaispaino- ja tiheystaulukoille on laaja käyttötarkoitus. Gemologiassa näytehelmen ominaispainoa, joka tunnetaan myös nimellä suhteellinen tiheys, verrataan korkealaatuiseen vertailuun sen arvon määrittämiseksi. Näitä arvoja käytetään myös munankuoren paksuuden määrittämiseen sen selvittämiseksi, ovatko munat riittävän vahvoja käsiteltäväksi elintarvikemarkkinointijärjestelmän kautta, rakennusteollisuuden maaperän puristuslujuuden määrittämiseksi ja öljyteollisuudessa öljyn energiasisällön määrittämiseksi.