Spezifische Größe

Spezifische Größen sind physikalische Größen, die in der Regel auf die Masse eines Stoffes bzw. Körpers oder auf Raumdimensionen eines Systems (Volumen, Flächeninhalt, Länge) bezogen sind.

Nach DIN-Norm ist der Begriff spezifisch nur für Massenbezug reserviert, sein Überbegriff ist bezogene Größe.

Grundlagen

Aus einer Zustandsgröße oder Prozessgröße wird durch Division durch den zugehörigen Bezug eine spezifische bzw. bezogene Größe. Der Zweck dieser Methode ist, dass dann der Größenwert gewissen Skalierungen des Systems gegenüber unabhängig ist, und sich in Rechnungen leichter handhaben lässt.

In der Thermodynamik kennzeichnet das insbesondere den Unterschied zwischen einer extensiven Zustandsgröße oder Prozessgröße und einer (bezogenen) intensiven Größe.

Die Formelzeichen von intensiven Größen bestehen im Gegensatz zu denen von extensiven Größen meist aus kleinen Buchstaben oder sie sind speziell indiziert.

Genormte Größenbenennungen

In der Deutschen Norm DIN 5485 Benennungsgrundsätze für physikalische Größen; Wortzusammensetzungen mit Eigenschafts- und Grundwörtern wird empfohlen:

• massebezogene Größen sollten spezifisch genannt werden
• volumenbezogene Größen sollen -dichte, -volumendichte oder -raumdichte genannt werden
• für flächenbezogene Größen wird die Benennung -flächendichte oder -bedeckung empfohlen
• für längebezogene wird -längendichte, -belag oder -behang empfohlen
• Quotienten aus Masse, Volumen, Stoffmenge oder Teilchenzahl eines Stoffes und dem Volumen der Mischphase, in der sich der Stoff befindet, sollten -konzentration genannt werden

Diese Empfehlungen stimmen weitgehend überein mit der internationalen Norm EN ISO 80000-1:2013 Größen und Einheiten – Allgemeines, Kapitel A.6.

Tatsächlich halten sich aber im wissenschaftlichen und technischen Alltag viele Bezeichnungen, die diesen Kriterien nicht folgen. Es ist daher nicht leicht, den Bezug aus dem Namen der Größe abzuleiten. Etliche Größen werden je nach Zusammenhang massen- oder volumenbezogen angegeben, ohne dass die Bezeichnung dies klarmacht. Angaben in Massen- und Volumenprozent sind nicht normgerecht.

Zusätzlich empfiehlt obige DIN auch:

• molare Größe für auf Stoffmengen bezogene Größen
• spektral für auf ein Einheits-Frequenzintervall oder Einheits-Wellenlängenintervall bezogene Größen.

Jede auf eine Größe ihrer eigenen Größenart bezogene Größe ist eine Größe der Dimension Zahl. Ist auch die Maßeinheit in Zähler und Nenner gleich, wird sie Verhältnisgröße genannt; von der Dimension Zahl ist aber beispielsweise auch eine Angabe in mm/m.

Neben diesen physikalischen Größen gibt es noch zahlreiche andere spezielle „spezifische“ Werte, wie in der Wahrscheinlichkeitsrechnung, oder in der Wirtschaft die auf bestimmte Verbrauchssektoren bezogenen Energie- oder Materialeinsätze oder Kosten, die als Kennwerte benutzt werden.

Beispiele bezogener Größen

DIN 5485
Titel	Benennungsgrundsätze für physikalische Größen; Wortzusammensetzungen mit Eigenschafts- und Grundwörtern
Letzte Ausgabe	August 1986
Klassifikation	01.040.01, 01.060

Bezeichnung	Definitionsgleichung	Einheit	Art
spezifisches Volumen $v$	$v={\frac {V}{m}}$	$[v]={\frac {\mathrm {m} ^{3}}{\mathrm {kg} }}$	Zustandsgröße
spezifische Arbeit $w$	$w={\frac {W}{m}}$	$[w]={\frac {\mathrm {J} }{\mathrm {kg} }}$	Prozessgröße
spezifische Enthalpie $h$	$h={\frac {H}{m}}$	$[h]={\frac {\mathrm {J} }{\mathrm {kg} }}$	Zustandsgröße
spezifische Entropie $s$	$s={\frac {S}{m}}$	$[s]={\frac {\mathrm {J} }{\mathrm {kg\cdot K} }}$	Zustandsgröße
spezifische Gaskonstante $R_{i}$ 1	$R_{i}={\frac {C_{p}}{m}}-{\frac {C_{v}}{m}}$	$[R]={\frac {\mathrm {J} }{\mathrm {kg\cdot K} }}$	Stoffkonstante

 

Der Index $i$ bezeichnet das Gas. Für ideale Gase gilt $R_{i}={\frac {R}{M_{i}}}$ mit der molaren oder allgemeinen Gaskonstante $R$ und der molaren Masse $M_{i}$ des Gases.

Weitere, meist massebezogene Größen:
Spezifische Wärmekapazität c, spezifische Energie e/gravimetrische Energiedichte w (z. B. Enthalpie h s. o., spezifische Enthalpien: Schmelzenthalpie ΔH_s, Verdampfungsenthalpie ΔH_v, Kristallisationsenthalpie ΔH_k, Brennwert h_s und Heizwert h_i für flüssige und feste Brennstoffe), spezifischer Impuls, I_sp, spezifische Ladung, spezifische Leistung, spezifische Luftfeuchtigkeit s.

Dimensionale spezifische Größen, Dichten

Dimensionale spezifische Größen:
Wichte (spezifisches Gewicht) γ, volumetrische Energiedichte w (Brennwert H_s und Heizwert H_i für gasförmige Brennstoffe), spezifische Oberfläche s_m / s_v, spezifischer elektrischer Widerstand ρ, spezifische Ausstrahlung M und spezifische Lichtausstrahlung M_v, spezifischer Drehwinkel, spezifischer Wärmewiderstand R_λ, Ladungsdichte (Raumladungsdichte ρ, (Ober)flächenladungsdichte σ, Linienladungsdichte λ), Bevölkerungsdichte (Anzahl je Fläche), Verkehrsdichte (Anzahl je Länge), Fadendichte eines Gewebes (Anzahl je Fläche)

Dichtebezogene spezifische Größen

Dichtebezogene Größen der Materialwissenschaften, die Skalierungen erlauben:
Relative Dichte (spezifische Dichte) d, spezifische Steifigkeit R_sp, spezifische Festigkeit Φ, spezifische Adhäsion.