Πυκνότητα και ειδικό βάρος βρώσιμων υγρών
Ξεκινάμε με τη λίστα πυκνότητας ορισμένων βρώσιμων υγρών ως μία χρήσιμη γνώση για τη μετατροπή τους από ml σε γραμμάρια όταν αυτά χρησιμοποιούνται σε συνταγές. Εν συνεχεία παραθέτουμε ορισμένες επεξηγήσεις και ορισμούς.
Λίστα πυκνοτήτων βρώσιμων υγρών:
- Νερό: περίπου 1 g/cm³
- Ελαιόλαδο: περίπου 0.91 g/cm³
- Γάλα: περίπου 1.03 g/cm³
- Χυμός πορτοκαλιού: περίπου 1.04 g/cm³
- Μέλι: περίπου 1.42 g/cm³
- Ξύδι: περίπου 1.01 g/cm³
- Κρασί: περίπου 0.99-1.01 g/cm³ (ανάλογα με το ποσοστό αλκοόλης και άλλων συστατικών)
- Μπύρα: περίπου 1.01 g/cm³
- Σιρόπι γλυκόζης: περίπου 1.27 g/cm³
- Σογέλαιο: περίπου 0.93 g/cm³
- Μπράντυ: περίπου 0.94-0.96 g/cm³
- Σαμπάνια: περίπου 0.99 g/cm³
- Ζαχαρούχο συμπυκνωμένο γάλα: περίπου 1.22 g/cm³
- Καφές: περίπου 0.99-1.00 g/cm³ (εξαρτάται από τη συγκέντρωση)
- Κομπόστα (χυμός φρούτων): περίπου 1.03-1.05 g/cm³
- Σόγια σος: περίπου 1.20 g/cm³
- Φρέσκος χυμός λεμονιού: περίπου 1.03 g/cm³
- Κονσέρβα ντομάτας (χυμός): περίπου 1.04 g/cm³
- Κεφίρ: περίπου 1.03 g/cm³
Επεξηγηματικό παράδειγμα: το ελαιόλαδο έχει πυκνότητα 0.91 g/cm³, αυτό σημαίνει ότι τα 500ml θα ζυγίζουν: 500 * 0,91 = 455 γραμμάρια. Επίσης το γάλα έχει πυκνότητα 1.03 g/cm³ οπότε τα 700 ml γάλακτος θα ζυγίζουν 700*1.03 = 721 γραμμάρια.
Αρκεί ουσιαστικά ένας απλός πολλαπλασιασμός του ζητούμενου όγκου επί του σταθερού αριθμού της πυκνότητας.
Από κει και έπειτα:
Το ειδικό βάρος και η πυκνότητα είναι συναφή, αλλά δεν είναι το ίδιο πράγμα. η πυκνότητα υπολογίζεται με βάση την ίδια την ουσία ενώ το ειδικό βάρος είναι μια σύγκριση με την πυκνότητα του νερού.
Ας τα ξεκαθαρίσουμε:
Πυκνότητα: Η πυκνότητα των υγρών είναι μια σημαντική φυσική ιδιότητα, είναι η μάζα ανά μονάδα όγκου ενός υλικού. Εκφράζεται συνήθως σε g/cm³ ή kg/m³ και σχετίζεται άμεσα με το πόσο συμπιεσμένο είναι το υλικό μέσα σε ένα συγκεκριμένο όγκο. Η πυκνότητα ενός υγρού μπορεί να επηρεάσει την πλευστότητα, τη ροή και άλλες φυσικές ιδιότητες. Εκφράζεται από τον τύπο:
πυκνότητα = μάζα/όγκος ή πιο απλουστευμένα πυκνότητα = κιλά/λίτρα (δική μας επινόηση)
Ειδικό βάρος: Είναι η αναλογία της πυκνότητας μίας ουσίας/υγρού με την πυκνότητα του νερού (υπό τυπικές συνθήκες). Είναι ένας αριθμός που δείχνει πόσες φορές η πυκνότητα του υλικού είναι μεγαλύτερη ή μικρότερη από την πυκνότητα του νερού. Το ειδικό βάρος δεν έχει μονάδες μέτρησης, αφού είναι αναλογία δύο πυκνοτήτων. Εκφράζεται από τον τύπο:
ειδικό βάρος = πυκνότητα υγρού (προς χρήση) / πυκνότητα νερού
Αν η πυκνότητα του κρασιού είναι 0.99 g/cm³ και η πυκνότητα του νερού είναι 1 g/cm³, τότε το ειδικό βάρος του κρασιού είναι 0.99.
Η πυκνότητα του νερού σε συγκεκριμένες συνθήκες (όπως 4°C και πίεση 1 ατμόσφαιρας) είναι πράγματι 1 g/cm³. Στις συγκεκριμένες αυτές συνθήκες, το ειδικό βάρος του νερού είναι επίσης 1.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η πυκνότητα του νερού μπορεί να αλλάξει με τη θερμοκρασία και την πίεση, οπότε το ειδικό βάρος ενός υγρού μπορεί να αλλάξει αν μεταβάλλονται οι συνθήκες αναφοράς. Ωστόσο, στις τυπικές συνθήκες που αναφέρουμε (4°C και 1 ατμόσφαιρα), οι τιμές της πυκνότητας του νερού θεωρούνται σταθερές και έτσι οι αναλογίες παραμένουν σταθερές για τους περισσότερους πρακτικούς σκοπούς.
Ένα υγρό με ειδικό βάρος μεγαλύτερο από 1 θα είναι πιο πυκνό από το νερό και επομένως θα βυθίζεται. Για παράδειγμα, αν προσθέσουμε μέλι (με ειδικό βάρος περίπου 1.42) στο νερό, το μέλι θα βυθιστεί στον πάτο του δοχείου. Αντίθετα, τα υγρά με ειδικό βάρος μικρότερο από 1, όπως το ελαιόλαδο, θα επιπλέουν στο νερό.
Αυτή η ιδιότητα έχει πρακτικές εφαρμογές στην καθημερινή ζωή, όπως για παράδειγμα όταν φτιάχνουμε σαλάτες με ελαιόλαδο και ξύδι, το ελαιόλαδο παραμένει στην επιφάνεια και δημιουργεί την χαρακτηριστική εικόνα του διφασικού μείγματος.
τι θα συμβεί πρακτικά σε ένα βρώσιμο υγρό όταν το ειδικό βάρος του είναι ίδιο με αυτό του νερού;
Αν το ειδικό βάρος ενός βρώσιμου υγρού είναι ίσο με αυτό του νερού (δηλαδή 1), πρακτικά αυτό σημαίνει ότι το υγρό έχει την ίδια πυκνότητα με το νερό. Σε αυτή την περίπτωση, το υγρό ούτε θα επιπλέει ούτε θα βυθίζεται. Αντίθετα, θα παραμένει αιωρούμενο μέσα στο νερό, κατανέμοντας ομοιόμορφα τον όγκο του μέσα στο δοχείο.
Για παράδειγμα, αν ένα υγρό όπως το αλκοόλ είχε την ίδια πυκνότητα με το νερό, όταν θα τα ανακατεύαμε, δεν θα δημιουργούνταν στρώματα, αλλά τα δύο υγρά θα αναμειγνύονταν πλήρως και ομοιόμορφα.
Πρακτικά, αυτό σημαίνει ότι δεν θα μπορούσαμε να ξεχωρίσουμε το ένα υγρό από το άλλο μέσα στο διάλυμα, γιατί θα είχαν την ίδια συμπεριφορά ως προς τη βαρύτητα.
Όμως αν ανακατέψουμε το μέλι πολύ καλά στον νερό τότε οπτικά θα συμβεί ότι και με το αλκοολ. Λάθος;
Αν ανακατέψουμε το μέλι πολύ καλά στο νερό, τα δύο υγρά δεν θα ξεχωρίσουν οπτικά όπως θα γινόταν με την ανάμιξη αλκοόλ και νερού.
Τι συμβαίνει πρακτικά:
- Ανάμιξη μελιού και νερού: Το μέλι αρχικά θα τείνει να βυθιστεί λόγω της μεγαλύτερης πυκνότητάς του. Αν ανακατευτεί πολύ καλά, θα διαλυθεί στο νερό, δημιουργώντας ένα διάλυμα ζάχαρης. Ωστόσο, λόγω της διαφοράς στην πυκνότητα, η ομοιογένεια του διαλύματος μπορεί να μην είναι σταθερή και με τον καιρό να υπάρξει διαχωρισμός.
- Ανάμιξη αλκοόλ και νερού: Το αλκοόλ, λόγω της παρόμοιας πυκνότητας με το νερό, αναμιγνύεται πλήρως και ομοιόμορφα, χωρίς να υπάρχει τάση διαχωρισμού.
Έτσι, ενώ μπορεί οπτικά να φαίνεται ότι τα δύο υγρά αναμιγνύονται αρχικά, οι φυσικές τους ιδιότητες οδηγούν σε διαφορετική συμπεριφορά στην πράξη.