كثافه المياه

كثافة نسبية

الكثافة النسبية (بالإنجليزية: Relative density) وتعرف أيضاً بالوزن النوعي هي صفة فيزيائية للأجسام تعبر عن العلاقة بين كتلتها الحجمية والكتلة الحجمية للماء الخالص الذي درجة حرارته 3,98 °C (و يستخدم الهواء بالنسبة للغازات).

معدل كثافة جسم ما يساوي كتلته الحجمية مقسومة على الكتلة الحجمية للماء، لذلك ليس للكثافة أي وحدة بل هي عبارة عن رقم مجرد يدل على نسبة وهناك أيضا الكثافة النوعية للمادة وهي ترمز إلى النسبة بين كثافة مادة معينة في درجة حرارة معينة إلى كثافة الماء في نفس درجة الحرارة أي باخذ كثافة الماء مقدار ثابت بالنسبة لكثافة المواد الأخرى…علما بان كثافة الماء العذب =1000كيلوجرام/متر مكعب

بما أن الكتلة الحجمية للماء في النظام الدولي تعادل 1.0 × 103 كغ / م3 لذا فإن كثافة جسم ما تعادل كتلته الحجمية ب كغ/ م3 مقسومة على 1000 كغ/ م3.

يمكن أن تقاس الكتلة الحجمية أيضا ب غ / سم3 عندها تكون الكثافة مساوية تقريبا لتلك التي تستخدم وحدات النظام الدولي في حساب الكتل الحجمية.

بما أن الكتل الحجمية للأجسام تتغير بتغير درجة الحرارة فإن استخدام مصطلح الكثافة من دون تحديد درجات الحرارة التي تم عندها قياس الكتل الحجمية ليس دقيقا. لذا تم اعتماد طريقة أكثر دقة لتسجيل الكثافة وذلك على الشكل التالي:

{\displaystyle 8.15_{\mbox{4 C}}^{\mbox{20 C}}\,\,}{\displaystyle 8.15_{\mbox{4 C}}^{\mbox{20 C}}\,\,}
8.15 : كثافة الجسم (بدون وحدة).

20C : هي درجة الحرارة التي تم عندها قياس الكتلة الحجمية للجسم.

4C : هي درجة الحرارة التي تم عندها قياس الكتلة الحجمية للماء.

غالبا ما تستخدم في حساب الكثافة كتل حجمية لكل من الجسم والماء مقاسة عند نفس درجة الحرارة.

وجد العلماء أن كثافة الهواء عند سطح الأرض تساوي 1 كيلوجرام تقريبا للمتر المكعب

يعتبر الماء مادة صعبة الضغط لذا يمكننا الوصول إلى كتلة حجمية ثابته(تعادل 1000 كغ/ م3) لا تتأثر بتغير درجة الحرارة عند تطبيق ضغط يصل لحوالي 4 جو اي ما يعادل 400 كيلو باسكال.

كثافة الماء

درجة الحرارة كثافة بضغط جوي 1
درجة حرارة سيلسيوس °C درجة حرارة فهرينهايت °F كغم لكل متر مكعب
0.0 32.0 999.8425
4.0 39.2 999.9750
15.0 59.0 999.1026
20.0 68.0 998.2071
25.0 77.0 997.0479
37.0 98.6 993.3316
50.0 122.0 988.04
100.0 212.0 958.3665

ما هي كثافة الماءالكثافة تعبّر الكثافة عن مدى تراص جزيئات المادة، وهي ناتج قسمة كتلة المادة على حجمها، ووحدتها غم/ سم³ أو كغ/ م³. تعتمد كثافة المادة على كتلتها وحجمها؛ إذ تزداد كثافة المادة بزيادة كتلتها، بينما تقلّ بزيادة حجمها، لذلك تختلف المواد عن بعضها في كثافتها؛ إذ إنّ المادة ذات الجزيئات الأكثر تراصاً كالألمنيوم تكون كثافتها أعلى من المادة ذات الجزيئات الأقل تراصاً كالخشب
الكتلة تعبّر الكتلة عن كمية المادة الموجودة في الجسم، ووحدتها غم أو كغ؛ حيث إنّ كل 1 كيلوغرام يساوي 1000غرام ، وتقاس كتلة الجسم بالميزان الحساس أو ميزان ذو الكفتين أو الميزان الإلكتروني. الجدير ذكره أنّ كتلة الجسم تختلف عن وزنه، فوزن الجسم يُعبّر عن مقدار جذب الكوكب له، وهو شكل من أشكال القوة، ووحدته نيوتن، ويُمكن حساب وزن أي جسم على الأرض من خلال ضرب كتلته بمقدار الجاذبية الأرضية وهي 10 م/ ث².
الحجم يعبّر الحجم عن الحيز الذي يشغله أي جسم في المكان، ووحدته لتر أو مل أو م² أو سم³، ويقاس الحجم بالمخبار المدرج. إن الأحجام المتساوية من المواد المختلفة لها كثافة مختلفة. كثافة الماء تبلغ كثافة الماء غرام/ سم³، أي إنّ كتلة 1سم³ من الماء تساوي 1غم. تقاس كثافة السوائل عمليّاً عن طريق قياس كتلة السائل بالميزان أولاً، ثم قياس حجم السائل بالمخبار المدرج، ومن ثمّ إيجاد كثافة السائل حسابياً. قياس كثافة المواد الصلبة عملياً
كثافة الماء تبلغ كثافة الماء غرام/ سم³، أي إنّ كتلة 1سم³ من الماء تساوي 1غم. تقاس كثافة السوائل عمليّاً عن طريق قياس كتلة السائل بالميزان أولاً، ثم قياس حجم السائل بالمخبار المدرج، ومن ثمّ إيجاد كثافة السائل حسابياً. قياس كثافة المواد الصلبة عملياً يمكن قياس كثافة المادة الصلبة غير منتظمة الشكل، عن طريق قياس كتلتها وحجمها؛ إذ إنّ حجم المادة الصلبة يقاس بالمخبار المدرج؛ حيث يوضع فيه الماء، ويحسب حجمه، ومن ثم توضع فيه المادة الصلبة، ويُحسب الفرق بين الحجمين لنصل إلى حجم المادة الصلبة، أمّا المواد الصلبة منتظمة الشكل، فيُمكن حِساب حجمها عن طريق القوانين الرياضية؛ حيث إنّ حجم المكعّب يُساوي (طول الضلع)³، أمّا حجم متوزاي المستطيلات فيساوي ( الطول× العرض× الارتفاع)، أما حجم الكرة فيساوي (4/3 π نق³)، وحجم الأسطوانة يساوي ( مساحة القاعدة × الارتفاع) وبما أن قاعدة الأسطوانة دائرية الشكل، فإنّ مساحتها تساوي (نق2π) . كثافة بعض المواد بعض المواد كثافتها عالية؛ كالحديد، والذهب، والنحاس، وأخرى كثافتها منخفضة؛ كالخشب، والنفط وغيرها. وتبعاً لذلك تطفو المادة الأقل كثافة فوق المادة الأعلى كثافة، فمثلاً يطفو الزيت فوق الماء، وتطفو قطعة الخشب فوق الماء، بينما تغوص قطعة الحديد في الماء. فيما يلي قيم كثافة بعض المواد: كثافة الزئبق تساوي 13.6 غم/سم³ ، بينما تساوي كثافة الألمنيوم 2.7 غم/سم³ ، بينما تساوي كثافة الخشب 0.5 غم/سم³.

اترك تعليقًا

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

Shopping Cart