Относительная плотность

Относи́тельная пло́тность $RD$ (англ. Relative density) или удельная плотность $SG$ (англ. specific gravity), встречается также обозначение $G_{S}$— безразмерное число, отношение плотности вещества к плотности воды (при 4 °C или 39,2 °F); для газов эталоном является воздух при комнатной температуре (20 °C или 68 °F).

Определение относительной плотности для жидкости при +20 °C обычно производят путём деления массы определённого объёма жидкости к массе воды этого же объёма при этой же температуре. При этом получают относительную плотность вещества относительно плотности воды при +20 °C и обозначают эту величину как $d_{20}^{20}$, где цифра сверху относится к исследуемому веществу, а снизу — к температуре воды. Относительную плотность жидкости $d_{20}^{20}$ измеряют при помощи пикнометра, взвешивая сначала пустой пикнометр, затем пикнометр с дистиллированной водой, а потом пикнометр с исследуемой жидкостью.

Чтобы определить плотность вещества, необходимо относительную плотность умножить на величину абсолютной плотности воды при температуре измерения. Часто можно встретить величину относительной плотности $d_{4}^{20}$, которая показывает плотность исследуемого вещества относительно плотности воды при +4 °C.

В справочниках также приводится для воды величина 0,99823, которая представляет собой относительную плотность воды $d_{4}^{20}$, которую часто путают с массой одного см³ воды при +20 °C и, следовательно, ошибочно присваивают в Международной системе единиц (СИ) значение плотности для воды при +20 °C величину 998,23 кг/м³ или приблизительно 1000 кг/м³.

Температура и давление должны быть указаны, как для образца, так и для эталона. Давление почти всегда равно 1 атм (101,325 кПа). Температуры для образцов и эталонов варьируются в зависимости от отрасли. В британской практике пивоварения удельная плотность умножается на 1000. Удельная плотность обычно используется в промышленности как простое средство получения информации о концентрации растворов различных материалов, таких как рассолы, углеводороды, сахарные растворы (сиропы, соки, меда, пивоваренные сусла и т. д.) и кислоты.

Применение в механике грунтов

Относительная плотность $D_{R}$

Относительная плотность $RD$ (англ. Relative Density) или $D_{R}$ является мерой текущего коэффициента пустотности по отношению к максимальному и минимальному коэффициентам пустотности, а приложенное эффективное напряжение контролирует механическое поведение несвязного грунта. Относительная плотность определяется как $D_{R}={\frac {e_{max}-e}{e_{max}-e_{min}}}\times 100\%$

где $e_{max},e_{min}$, $e$ — максимальный, минимальный и фактический коэффициенты пустот.

Используя формулу удельного веса сухого грунта $\gamma _{dry}={\frac {\gamma _{s}}{1+e}}$→$e={\frac {\gamma _{s}}{\gamma _{d}}}-1$ относительную плотность $D_{R}$ можно выразить через максимальный удельный вес сухого грунта, минимальный удельный вес сухого грунта и удельный вес грунта в естественной структуре $\gamma _{d}$:

$D_{R}={\frac {e_{max}-e}{e_{max}-e_{min}}}\times 100\%$ $={\frac {{\frac {\gamma _{s}}{\gamma _{drymin}}}-1-{\frac {\gamma _{s}}{\gamma _{d}}}+1}{{\frac {\gamma _{s}}{\gamma _{drymin}}}-1-{\frac {\gamma _{s}}{\gamma _{drymax}}}+1}}={\frac {\gamma _{drymax}}{\gamma _{d}}}\times {\frac {\gamma _{d}-\gamma _{drymin}}{\gamma _{drymax}-\gamma _{drymin}}}\times 100\%$.

По относительной плотности $D_{R}$ грунты подразделяются на:

• 0—15 % очень рыхлые грунты
• 15—35 % рыхлые грунты
• 35—65 % грунты средней плотности
• 65—85 % плотные грунты
• 85—100 % очень плотные грунты

Относительная плотность твердых частиц грунта $G_{S}$

Относительная плотность твердых частиц грунта $G_{S}$ определяется как отношение плотности данного объёма твердых частиц к плотности любого равного объёма воды при 4°С. $G_{S}$=масса грунта/масса воды эквивалентного объёма, который приходится на грунт.

См. также

• Объемная плотность
• Удельный вес

Литература

• Шакирова Д. И. 2.2.5. Относительная плотность : 01/2018:20205 : [арх. 22 декабря 2018] : Общая фармакопейная статья / Диана Ильдаровна Шакирова, Дмитрий Анатольевич Рождественский. — Евразийская экономическая комиссия, 2018. — 4 с.

Ссылки

• Salinity vs Specific Gravity (англ.). Архивировано 19 февраля 2012 года.