نفسر ما هي الكثافة وأنواع الكثافة الموجودة. أمثلة على الكثافة المطلقة للمواد المختلفة.
ما هي كثافة المادة؟
الكثافة هي كمية عددية ، وكثيرا ما تستخدم في جسدي - بدني و ال كيمياء، والذي يشير إلى مقدار الجماعية موجودة في الجسم أو أ مادة يحددها حجم الوحدة. عادة ما يتم تمثيله بالرمز ρ.
جسدين أو مادتين من نفس الحجم بالضبط و النسب يمكن أن تقدم كثافات مختلفة ، ويتم قياس ذلك من خلال متوسط الكثافة ، وهي النسبة بين كتلة الجسم و الصوت أنها تحتل في الفضاء ، وفق الصيغة التالية:
حيث م هي الكتلة و V الصوت، لذا فإن وحدة قياس من الكثافة في النظام الدولي سيكون الكيلوجرام لكل متر مكعب (كجم / م 3) أو وحدات قياس مكافئة.
الاختلافات في درجة الحرارة ص ضغط تؤثر على قياس كثافة المادة.
غالبًا ما ترتبط كثافة المادة بقصة الفيلسوف اليوناني أرخميدس ، الذي من المفترض أن يكون مكلفًا بتحديد ما إذا كان تاج الملك قد تم تزويره باستخدام الذهب الخالص أو ما إذا كان قد تم صنعه من سبيكة مع الآخرين المعادن.
خلال حمام الغطس ، أدرك أرخميدس أنه يستطيع حساب حجم الهالة عن طريق غمرها ماء وقياس الإزاحة من سائلدون الحاجة إلى صهره أو كسره. ثم يمكنه وزن التاج (للحصول على كتلته) وتحديد كثافة التاج باستخدام الصيغة المفصلة أعلاه. قارن قيم الكثافة المحسوبة للتاج مع كثافة الذهب الخالص (وهو ثابت) ، وبهذه الطريقة عرف ما إذا كان ذهبًا خالصًا أم سبيكة ، لأن كثافة الذهب ستختلف عند مزجه مع معادن أخرى.
أنواع الكثافة
هناك عدة أنواع من كثافة المادة:
- الكثافة المطلقة. نتحدث عمومًا عن الكثافة المطلقة عندما نستخدم المصطلح كثافة، وهو مقدار مكثف محسوب ، كما قلنا أعلاه ، من الصوت والعجين. وحدات القياس الخاصة به في النظام الدولي للوحدات هي (كجم / م 3).
- الكثافة النسبية. هذا النوع الآخر ، من ناحية أخرى ، ينشأ من مقارنة بين كثافة المادة المعنية وبعض أخرى تعمل كمرجع ، لذلك فهي كمية بلا أبعاد (بدون وحدات). بالنسبة إلى السوائل ص صلب، يتم استخدام كثافة الماء كمرجع (عند 1ATm و 4 درجات مئوية) ، بينما بالنسبة للغازات ، يتم استخدام كثافة هواء (عند 1 ضغط جوي و 0 درجة مئوية). وتحسب على النحو التالي:
حيث 𝛒r هي الكثافة النسبية ، و هي الكثافة المطلقة و 0 هي كثافة المادة المرجعية. - كثافة واضحة. يتم تطبيقه على المواد غير المتجانسة ، وكذلك على المواد المسامية ، والتي خليط يؤثر على الكثافة (أقل مما لو تم ضغط كل عنصر على حدة). ومن ثم ، فإن هذا النوع من الكثافة لا يعتمد على طبيعة المادة ، ولكن على طريقة ترتيبها. على سبيل المثال ، إذا كانت لدينا مادة رطبة ، فستكون كثافتها الظاهرية:
حيث 𝛒a هي الكثافة الظاهرية للمادة ، م هي كتلة المادة المجففة و V0 هو حجم المادة المميعة ، أي بدون تجفيف.
أمثلة على الكثافة
يمكن أن تكون بعض الأمثلة على الكثافة المطلقة للعناصر والمواد المختلفة (معبرًا عنها بوحداتها المناسبة):
- المغنيسيوم (ملغ). 1،738 جم / سم 3
- الكالسيوم (كا). 1.54 جم / سم 3
- الحديد (Fe). 7.874 جم / سم 3
- الموليبدينوم (مو). 10.22 جم / سم 3
- الفضة (حج). 10.5 جم / سم 3
- الذهب (Au). 19.3 جم / سم 3
- إيريديوم (اذهب). 22.562 جم / سم 3
- دوبنيو (ديسيبل). 29.3 جم / سم 3
- بوهريو (البوسنة والهرسك). 37.1 جم / سم 3
- ماء (H2O). 1 جم / سم 3
- زيت. 0.92 جم / سم 3
- هواء. 1225 كجم / م 3