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L'eau est presque incompressible. Mais il se comprime un peu; il faut des pressions supérieures à environ 400 kPa ou 4 atmosphères avant que l'eau puisse atteindre une densité de 1 000 000 kg / m3 à n'importe quelle température.

Les géologues et les minéralogistes utilisent souvent la densité relative pour déterminer la teneur en minéraux d'une roche ou d'un autre échantillon. Les gemmologues l'utilisent comme aide à l'identification des pierres précieuses. La raison pour laquelle la densité relative est mesurée en termes de densité de l'eau est que c'est la façon la plus simple de la mesurer sur le terrain. Fondamentalement, la densité est définie comme la masse d'un échantillon divisée par son volume. Avec une roche de forme irrégulière, le volume peut être très difficile à mesurer avec précision. Une façon est de le mettre dans un cylindre gradué rempli d'eau et de voir combien d'eau il déplace. La densité relative est plus facilement et peut-être plus précisément mesurée sans mesurer le volume. Suspendez simplement l'échantillon à une balance à ressort et pesez-le sous l'eau. La formule suivante pour mesurer la gravité spécifique:

g est la densité relative,
W est le poids de l'échantillon (mesuré en livres-force, en newtons ou en toute autre unité de force),
F est la force, mesurée dans les mêmes unités, pendant que l'échantillon était immergé.

Il est à noter qu'avec cette technique, il est difficile de mesurer des densités relatives inférieures à un, car pour ce faire, le signe de F doit changer, nécessitant la mesure de la force descendante nécessaire pour maintenir l'échantillon sous l'eau.

Une autre méthode pratique utilise trois mesures. L'échantillon minéral est pesé à sec. Ensuite, un récipient rempli à ras bord d'eau est pesé, et pesé à nouveau avec l'échantillon immergé, après que l'eau déplacée a débordé et a été retirée. La soustraction de la dernière lecture de la somme des deux premières lectures donne le poids de l'eau déplacée. Le résultat de densité relative est le poids de l'échantillon sec divisé par celui de l'eau déplacée. Cette méthode fonctionne avec des échelles qui ne peuvent pas facilement accueillir un échantillon en suspension et permet également de mesurer des échantillons moins denses que l'eau. La tension superficielle de l'eau peut empêcher une quantité importante d'eau de déborder, ce qui est particulièrement problématique pour les petits objets immergés. Une solution de contournement consisterait à utiliser un réservoir d'eau avec une bouche aussi petite que possible.

Densité spécifique de l'eau

La gravité spécifique est définie comme le rapport entre le poids spécifique du matériau et le poids spécifique de l'eau distillée. (S = poids spécifique du matériau / poids spécifique de l'eau). Cela implique que si la gravité spécifique est approximativement égale à 1.000, alors le poids spécifique du matériau est proche du poids spécifique de l'eau. Si la gravité spécifique est grande, cela signifie que le poids spécifique du matériau est beaucoup plus grand que le poids spécifique de l'eau et si la gravité spécifique est petite, cela implique que le poids spécifique du matériau est beaucoup plus petit que le poids spécifique de l'eau. Le poids spécifique d'un gaz est généralement défini en comparant la gravité spécifique de l'air à une température de 20 degrés Celsius et une pression de 101,325 kPa absolu, où la densité est de 1,205 kg / m3. La gravité spécifique est sans unité.

Densité du biogaz == La densité du biogaz à 50% de méthane est de 1.227 kg / m3. La gravité spécifique du biogaz est donc de 1.227.

Les reins et la gravité spécifique ==

Le rôle des reins chez l'homme est d'aider le corps à se débarrasser des toxines corporelles. Le corps excrète efficacement ces toxines par la miction, et le rôle du rein est de concentrer autant de toxines que possible dans la moindre quantité d'urine pour permettre une émission plus efficace. La gravité spécifique de l'urine est la mesure de la densité de ces minéraux et toxines dans l'urine par rapport à la densité de l'eau; fondamentalement, la gravité spécifique mesure la concentration de solutés dans la solution.

Le corps génère d'innombrables toxines à chaque instant. Dans les reins, ces toxines sont dissoutes dans l'eau afin que le corps puisse les filtrer par la miction. Un rein sain utilisera moins de liquides pour éliminer ces toxines et favoriser la concentration de liquide. Dans un rein malsain, cependant, plus d'eau pourrait être nécessaire pour dissoudre ces toxines.

Tel est le cas chez une personne souffrant d'insuffisance rénale. Une personne avec ce problème devrait boire plus d'eau pour tenir compte de la perte d'eau excessive et sa gravité spécifique serait plus faible. Si les reins tombent en panne pendant une longue période, il faudrait plus d'eau pour concentrer la même quantité d'urine. Les niveaux de toxines dans le corps augmenteraient, et finalement, on ne pourrait pas suivre la quantité d'eau nécessaire pour excréter les toxines. L'augmentation des niveaux de toxines dans le corps n'augmente pas la gravité spécifique dans l'urine car ces toxines ne se manifestent pas dans l'urine qui est encore fortement diluée. L'urine aura la même gravité fixe quelle que soit la prise d'eau.

Une baisse de la gravité spécifique peut également survenir chez les diabétiques dépourvus d'hormone anti-diurétique. Cette hormone envoie généralement une quantité appropriée de fluides dans la circulation sanguine et moins d'eau est disponible pour la miction. Un manque d'ADH augmenterait le volume d'eau dans les reins. Une personne avec ce problème pourrait uriner jusqu'à quinze ou vingt litres par jour avec une faible gravité spécifique. Une autre occurrence entraînant une faible densité spécifique est lorsque les tubules rénaux sont endommagés et ne peuvent plus absorber l'eau. Un tel cas entraînerait également un volume d'eau plus élevé dans l'urine.

Une gravité spécifique élevée indique le plus souvent une déshydratation. Si une personne est sans eau pendant une journée, son niveau d'eau dans son sang est abaissé et son cerveau signale la libération d'une hormone anti-diurétique qui redirige l'eau de l'urine dans la circulation sanguine. Naturellement, un volume moindre de liquide prévu pour la miction avec la même quantité de toxines entraînerait une densité plus élevée, une densité plus élevée des solutés. Il existe également d'autres cas où la gravité spécifique pourrait être augmentée. Lorsque la pression artérielle rénale est abaissée, l'artère doit compenser avec d'autres fluides. L'eau est réabsorbée dans la circulation sanguine pour équilibrer le volume de sang et le volume d'eau dans l'urine est ensuite abaissé. Comme l'eau est également utilisée pour contrôler la température corporelle, lorsque la température corporelle augmente, il y a moins d'eau dans les reins car elle est utilisée pour aider à la transpiration.

Lors des tests de gravité spécifique, il faut savoir que les enzymes ou colorants utilisés dans les tests de diagnostic peuvent augmenter la gravité spécifique. Un schéma présenté tout au long du rapport indique que lorsque le volume d'urine augmente, la gravité spécifique diminue. Cela peut logiquement être compris sur la conscience cognitive que lorsqu'il y a une quantité identique d'un soluté dans deux solutions, la solution avec un plus grand liquide sera moins dense que celle du moindre liquide. Comme indiqué précédemment, la gravité spécifique mesure les niveaux de concentration du soluté dans la solution, ergo la solution de plus grand volume a une gravité spécifique inférieure.

Densité des substances

La densité la plus élevée connue est peut-être atteinte dans la matière des étoiles à neutrons (neutronium). La singularité au centre d'un trou noir, selon la relativité générale, n'a pas de volume, donc sa densité n'est pas définie.

La substance naturelle la plus dense sur Terre semble être l'iridium, à environ 22650 kg / m3. Cependant, parce que ce calcul nécessite une base théorique solide, et que la différence entre l'iridium et l'osmium est si petite, affirmer définitivement que l'un ou l'autre est plus dense n'est pas possible pour le moment.

Un tableau des masses de diverses substances:

SubstanceDensité en kg / m3Particules par mètre cubeIridium226501.06 × 1029Osmium226107.16 × 1028Platine214506,62 × 1028Or (0 ° C) 193005.90 × 1028Tungstène 192506,31 × 1028Uranium190504.82 × 1028Mercure135804.08 × 1028Palladium 120236,8 × 1028Plomb113403,3 × 1028Argent 104905,86 × 1028Cuivre89608,49 × 1028Fer78708,49 × 1028Steel7850Tin73103.71 × 1028Titane47575,67 × 1028Diamant35001.75 × 1029Basalte3000Granite2700Aluminium27006.03 × 1028Graphite22001.10 × 1029Magnésium 17404,31 × 1028PVC 1300 Eau de mer (15 ° C) 1025 Eau (25 ° C) 9983,34 × 1028Glace (0 ° C) 9173.07 × 1028Polyéthylène910Alcool éthylique7901.03 × 1028Essence 730 Hydrogène liquide 684,06 × 1028Aerogel3any gaz0,0446 fois la masse moléculaire moyenne (en g / mol), donc entre 0,09 et ca. 13,1 (à 0 ° C et 1 atm) Par exemple air (0 °), (25 °) 1,29, 1,17
Densité de l'air ρ en fonction de la température ° CT en ° Cρ en kg / m3- 101.341- 51.31601.293+ 51.269+ 101.247+ 151.225+ 201.204+ 251.184+ 301.164

Notez la faible densité de l'aluminium par rapport à la plupart des autres métaux. Pour cette raison, les avions sont en aluminium. Notez également que l'air a une densité non nulle, quoique faible. L'aérogel est le solide le plus léger au monde.

Remarques

  1. ↑ Daniel Harris, Analyse chimique quantitative, 4e éd., 36, W. H. Freeman and Company, New York, 1995. ISBN 9780716728818

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