وحدة قياس الكثافة متعددة ومختلفة ، وقبل التعرف عليها بشكل أدق يجب معرفة تعريف الكثافة ، حيث تعتبر الكثافة إحدى خصائص المواد وتختلف من مادة إلى أخرى. يغرق ويختفي تحت الماء ، ويتأثر الاختلاف في الكثافة بالعديد من العوامل ، والتي سنتعرف عليها في السطور التالية.
وحدة الكثافة
بادئ ذي بدء ، من الضروري معرفة العوامل التي تؤثر على اختلاف الكثافة قبل التعامل مع وحدة قياس الكثافة. هذه العوامل هي
كثافة مختلطة
- يرجع ذلك إلى الاختلافات في حالة الجسيمات الموجودة في المادة ؛ يمكن أن تحتوي المادة على جزيئات سائلة وغازية في نفس الوقت ، مما يؤثر على كثافة هذه المادة.
لب الذرة
- تحتوي بعض المواد على عدد من البروتونات والنيوترونات أكثر من غيرها ، مما يؤدي إلى زيادة كتلتها لأن كتلة البروتونات والنيوترونات أكبر من كتلة الإلكترونات. هذا هو السبب في أن المواد التي تحتوي على إلكترونات أكثر من البروتونات والنيوترونات لها كتلة أقل.
قم بزيارة لمعرفة ا عنه بالضغط على هذا الرابط
بنية الروابط الذرية وقوة الجزيئات الرابطة
- يؤثر ارتباط الجزيئات ببعضها البعض ، وكذلك ام الذرات ، على التركيب البلوري للمادة ، مما يؤدي إلى زيادة أو نقصان كثافة المادة. بعبارة أخرى ، تحتوي الروابط الضعيفة على عدد أقل من الذرات لكل وحدة مساحة مقارنة بالروابط التي تحتوي على ذرات أكثر.
وحدة قياس لكثافة بعض المواد
- كثافة الثلج 0.917 جرام لكل مليلتر عند درجة صفر مئوية.
- كثافة الماء عند أربع درجات مئوية هي 1 جرام لكل مليلتر.
- كثافة الذهب 19.31 جرام لكل مليلتر
- تبلغ الكثافة المقدرة لخشب البلسا 0.12 جرام لكل مليلتر
- كثافة الهيليوم عند 25 درجة مئوية هي 0.000164 جرام لكل مليلتر
- كثافة دهون جسم الإنسان 0.94 جرام لكل مليلتر.
- كثافة الهواء الجاف عند 25 درجة مئوية هي 0.001185 جرام لكل مليلتر.
- كثافة سكر المائدة 159 جرام لكل مليلتر.
- كثافة الغطاء 0.220.26 جرام لكل مليلتر.
- كثافة الزئبق 13.5 جرام لكل مليلتر.
- تقدر كثافة الأرض بـ 5.54 جرام لكل مليلتر.
- تقدر كثافة الصنوبر بـ 0.350.50 جرام لكل مليلتر.
- كثافة الحديد 7.80 جرام لكل مليلتر
- تقدر كثافة الملح بـ 2.16 جرام لكل مليلتر
- كثافة الألمنيوم 2.70 جرام لكل مليلتر.
يوصي الموقع بمشاهدة ا
قانون وحدة الكثافة
- لا يمكن حساب وحدة قياس الكثافة بشكل مباشر ، ولكن يجب قياسها باستخدام قانون رياضي الكثافة = الكتلة ÷ الحجم إذا كانت وحدة الكتلة بالكيلوجرام ووحدة الحجم بالمتر المكعب ، فهذا يعني أن وحدة الكثافة تساوي كيلو جرام لكل متر مكعب وهذا حسب النظام العالمي الوحدات أكثر وحدات الكثافة شيوعًا هي جرامات لكل مليلتر أو جرام لكل لتر.
ما هو تأثير درجة الحرارة على الكثافة
- لا توجد قاعدة ثابتة لتأثير درجة الحرارة على الكثافة ، ولكن في معظم الحالات توجد قاعدة أن كثافة المواد الغازية منخفضة بشكل دائم ، ومن ثم على مقياس الكثافة ، فإن المواد السائلة والمواد الصلبة هي الأكثر كثافة ، ولكن في بعض الأحيان تكون المواد السائلة ذات كثافة أعلى من المواد الصلبة الأخرى.
- يمكن أن ترتبط نسبة درجة الحرارة بالطاقة الحركية للذرات أو الجزيئات في المواد الصلبة والسوائل بشكل عام ، وترتبط درجة الحرارة مباشرة بالحجم في المواد الغازية.
كيف تؤثر درجة الحرارة على وحدة كثافة الماء النقي؟
- تنخفض كثافة الماء مع زيادة درجة الحرارة بسبب ارتفاع الطاقة الحركية للجزيئات ، مما يؤدي إلى احتلال جزيئات الماء النقي مساحة أكبر مع ارتفاع درجة الحرارة.
ما هو تأثير درجة الحرارة على كثافة السوائل النقية؟
- السوائل التي تشكل روابط هيدروجينية مع نفسها ، مثل الإيثانول النقي ، لا تحتوي على بنية شبكات ثلاثية الأبعاد كما هو الحال مع الماء ، لذلك تقل كثافة هذا السائل مع انخفاض درجة الحرارة ، على عكس الماء ، وتؤخذ في الاعتبار معظم السوائل النقية. نفس سلوك الإيثانول.
التطبيقات التي تستخدم الكثافة
- من خلال معرفته بقانون الكثافة العلمية ، يمكن للعالم معرفة قيمة كثافة الجسم أو مادة معينة ، مثل بطارية السيارة ، ونسبة شحنتها على سبيل المثال للكشف عن الأمراض المرتبطة بفحص الدم ، وذلك بسبب للدم قيمة كثافة معينة ، والزيادة في هذه القيمة هي مؤشر على أن خلايا الدم الحمراء غير ضرورية. وهذا يعني أن الشخص مصاب بمرض مثل التهاب المفاصل أو الجفاف.
- يشار إلى أن العالم اليوناني أرخميدس اكتشف مبدأ الكثافة الذي يستخدم على نطاق واسع في الحياة ، مثل معرفة نتائج التفاعل المتبادل للمواد. على سبيل المثال ، إذا تم وضع الخشب على الماء ، فسوف يطفو لأن كثافته أقل من الماء ، ولكن إذا تم وضع الحديد ، فسوف يغرق في الماء لأن كثافته أكبر من الماء.
- يمكن ال حركة المواد والغازات في الغلاف الجوي من خلال دراسة وحدة الكثافة لكل مادة ومعرفة قيمة كثافتها.
- السفن والغواصات وتحديد الأشياء التي تطفو فوق الماء ، وطبق الناس قوانين الكثافة على السفن من خلال صنع خزانات تحمل الهواء بحجم كبير وصغير في الكتلة بحيث تصبح السفينة أقل كثافة لتطفو على الماء مرة أخرى.
- ينسكب الزيت بكثافة أقل من الماء لذلك يطفو فوق الماء ، مما يسهل تنظيفه حتى لا يضر بالبيئة.
- تستفيد أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) من معرفة قيمة الكثافة لأنها تعرف تدفق السوائل عبر الأنابيب باستخدام معادلة برنولي التي تستخدم لمفهوم الحفاظ على الطاقة. والنتيجة أن سرعة السوائل وضغطها وارتفاعها تتأثر بكثافة ذلك السائل ، وهذا يساعد المهندسين على تصميم السدود ومشاريع السباكة الكبيرة.
- قسمة وزن الطائرة من خلال معادلة برنولي ، والتي تشرح قدرة الطائرة على الطيران ، على الرغم من أنها تعتمد أساسًا على الضغط والسرعة ، وليس الكثافة ؛ ومع ذلك ، أثناء الطيران ، تلعب الكثافة دورًا إضافيًا في توزيع الوزن في الطائرة.
العوامل المؤثرة على قيمة الكثافة ووحدة قياس الكثافة
درجة حرارة
- فكلما زادت جسيماتها زادت الطاقة مما يجعلها تبتعد عن بعضها ، وبالتالي يزداد حجم المادة وتقل قيمة كثافتها. هذا يعني أن العلاقة بين الحجم ودرجة الحرارة علاقة مباشرة ، لكن العلاقة بينها وبين قيمة الكثافة عكسية.
ضغط
- إذا تعرض الجسم لضغط مرتفع ، فإن هذا يتسبب في اقتراب جزيئاته من بعضها البعض ، مما يقلل من حجمه ويزيد من قيمته كثافته. هذا يعني أن العلاقة بين الضغط والحجم عكسية ، لكن العلاقة بينها وبين قيمة الكثافة مباشرة.
نتعلم
كيف يتم حساب كثافة المادة؟
ذكرنا في السطور السابقة أن قانون الكثافة هو الكثافة = الكتلة / الحجم ، وهذا يعني ما يلي
- إذا كان وزن مكعب السكر 11.2 جرامًا وكان طوله 2 سم من جانب واحد ، فسيتم حساب كثافته بعد الحصول على حجم هذا المكعب من خلال طول جانب المكعب ؛ أي 2 × 2 × 2 = 8 ، وبالتالي فإن حجم المكعب هو 8 سم. وهكذا يمكن حساب الكثافة على النحو التالي الكثافة = 11.2 × 8 = 1.4 جرام لكل سنتيمتر مكعب.
- إذا كان ك 25 جرامًا من الملح في محلول من الماء والملح ويضاف إلى 250 مل من الماء ، فكيف يتم حساب كثافة الماء المالح؟ إذا كانت كثافة الماء = 1 جم / مل ؛ أولاً ، من الضروري حساب كتلة وحجم محلول الملح على النحو التالي
- كتلة الماء = كثافة الماء × الحجم ، أي 1 × 250 = 250 جرامًا ؛ وهكذا فإن كتلة الماء الممزوج بالملح تساوي كتلة الملح + كتلة الماء ، أي 25 + 250 = 275 جرامًا. هذا يعني أن كثافة الماء المالح تساوي الماء المالح / حجم الماء = 275/250 = 1.1 جرام لكل مليمتر مكعب.
ولا تنس معرفة ما ورد في الموضوع