Volume spesifik didefinisikan sebagai jumlah meter kubik yang ditempati oleh satu kilogram masalah. Ini adalah rasio volume material dengan nya massa, Yang sama dengan kebalikannya massa jenis. Dengan kata lain, volume spesifik berbanding terbalik dengan kepadatan. Volume spesifik dapat dihitung atau diukur untuk keadaan apa pun, tetapi paling sering digunakan dalam perhitungan yang melibatkan gas.
Unit standar untuk volume spesifik adalah meter kubik per kilogram (m3/ kg), meskipun dapat dinyatakan dalam mililiter per gram (mL / g) atau kaki kubik per pon (ft)3/lb).
Intrinsik dan Intensif
Bagian "spesifik" dari volume spesifik berarti bahwa itu dinyatakan dalam satuan massa. Ini adalah sebuah properti intrinsik materi, yang artinya tidak tergantung pada ukuran sampel. Demikian pula, volume spesifik adalah properti intensif materi yang tidak terpengaruh oleh seberapa banyak suatu zat ada atau di mana itu diambil sampelnya.
Formula Volume Tertentu
Ada tiga formula umum yang digunakan untuk menghitung volume spesifik (ν):
- ν = V / m di mana V adalah volume dan m adalah massa
- ν = 1 /ρ = ρ-1 di mana ρ adalah kepadatan
- ν = RT / PM = RT / P di mana R adalah yang ideal konstanta gas, T adalah suhu, P adalah tekanan, dan M adalah molaritas
Persamaan kedua biasanya diterapkan pada cairan dan padatan karena mereka relatif tidak dapat dimampatkan. Persamaan ini dapat digunakan ketika berurusan dengan gas, tetapi kerapatan gas (dan volume spesifiknya) dapat berubah secara dramatis dengan sedikit peningkatan atau penurunan suhu.
Persamaan ketiga hanya berlaku untuk gas ideal atau gas nyata pada suhu dan tekanan yang relatif rendah yang mendekati gas ideal.
Tabel Nilai Volume Spesifik Umum
Insinyur dan ilmuwan biasanya merujuk ke tabel nilai volume tertentu. Nilai-nilai representatif ini adalah untuk suhu dan tekanan standar (STP), yang merupakan suhu 0 ° C (273,15 K, 32 ° F) dan tekanan 1 atm.
| Zat | Massa jenis | Volume Khusus |
|---|---|---|
| (kg / m3) | (m3/kg) | |
| Udara | 1.225 | 0.78 |
| Es | 916.7 | 0.00109 |
| Air (cair) | 1000 | 0.00100 |
| Air garam | 1030 | 0.00097 |
| Air raksa | 13546 | 0.00007 |
| R-22 * | 3.66 | 0.273 |
| Amonia | 0.769 | 1.30 |
| Karbon dioksida | 1.977 | 0.506 |
| Klorin | 2.994 | 0.334 |
| Hidrogen | 0.0899 | 11.12 |
| Metana | 0.717 | 1.39 |
| Nitrogen | 1.25 | 0.799 |
| Uap* | 0.804 | 1.24 |
Zat yang ditandai dengan tanda bintang (*) tidak pada STP.
Karena material tidak selalu dalam kondisi standar, ada juga tabel untuk material yang mencantumkan nilai volume spesifik pada kisaran suhu dan tekanan. Anda dapat menemukan tabel terperinci untuk udara dan uap.
Penggunaan Volume Tertentu
Volume spesifik paling sering digunakan dalam rekayasa dan dalam perhitungan termodinamika untuk fisika dan kimia. Ini digunakan untuk membuat prediksi tentang perilaku gas ketika kondisinya berubah.
Pertimbangkan ruang kedap udara yang berisi sejumlah molekul:
- Jika ruang mengembang sementara jumlah molekul tetap konstan, kepadatan gas menurun dan volume spesifik meningkat.
- Jika bilik berkontraksi sementara jumlah molekul tetap konstan, densitas gas meningkat dan volume spesifik menurun.
- Jika volume bilik dijaga konstan sementara beberapa molekul dihilangkan, kepadatan menurun dan volume spesifik meningkat.
- Jika volume bilik dijaga konstan saat molekul baru ditambahkan, kepadatan meningkat dan volume spesifik berkurang.
- Jika kepadatannya berlipat ganda, volume spesifiknya berkurang separuh.
- Jika volume spesifiknya dua kali lipat, kepadatan dipotong setengah.
Volume dan Berat Jenis Tertentu
Jika volume spesifik dari dua zat diketahui, informasi ini dapat digunakan untuk menghitung dan membandingkan kepadatannya. Membandingkan hasil kepadatan berat jenis nilai-nilai. Salah satu aplikasi gravitasi spesifik adalah untuk memprediksi apakah suatu zat akan mengambang atau tenggelam ketika ditempatkan pada zat lain.
Misalnya, jika zat A memiliki volume spesifik 0,358 cm3/ g dan zat B memiliki volume spesifik 0,374 cm3/ g, mengambil kebalikan dari setiap nilai akan menghasilkan kerapatan. Dengan demikian, kepadatan A adalah 2,79 g / cm3 dan kepadatan B adalah 2,67 g / cm3. Gravitasi spesifik, membandingkan kerapatan A ke B adalah 1,04 atau gravitasi spesifik B dibandingkan dengan A adalah 0,95. A lebih padat dari B, jadi A akan tenggelam ke B atau B akan mengambang di A.
Contoh Perhitungan
Tekanan sampel uap diketahui 2500 lbf / in2 pada suhu 1960 Rankine. Jika konstanta gas 0,596 berapakah volume spesifik uap?
ν = RT / P
ν = (0,596) (1960) / (2500) = 0,467 in3/lb
Sumber
- Moran, Michael (2014). Dasar-dasar Teknik Termodinamika, Ed 8. Wiley. ISBN 978-1118412930.
- Silverthorn, Dee (2016). Human Physiology: An Integrated Approach. Pearson. ISBN 978-0-321-55980-7.
- Walker, Jear (2010) l. Dasar-dasar Fisika, Ed ke-9. Halliday. ISBN 978-0470469088.