يؤدي الاختلاف في طبيعة وحالة الجزيئات داخل المادة بالتأثير المباشر على كثافتها. بعد التعريف بمفهوم الكثافة يتضح أنه لا يمكن القيام بقياس الكثافة بدون معرفة كل من الكتلة والحجم الخاصين بالمادة المراد قياس كثافتها. حيث أنه القانون الرياضي المتبع لقياس الكثافة هو (كثافة أي جسم ما تساوي كتلة هذا الجسم مقسومة على حجمه). لابد من تعيين كل من كتلة الجسم وحجمه لمعرفة كثافته بدقة. وحدة قياس الكثافة في النظام الدولي تساوي وحدة قياس الكتلة في النظام الدولي مقسومة على وحدة الحجم في النظام الدولي. وحدة قياس الكتلة في النظام الدولي هي الكيلوجرام، في حين أن وحدة قياس الحجم في النظام الدولي هي المتر المكعب، فتكون تبعًا لذلك وحدة قياس الكثافة في النظام الدولي هي الكيلوجِرام لكل متر مكعب. حدد النظام الدولي للوحدات القياسية وحدة قياس الكثافة بأنها الكيلوجرام الواحد على المتر المكعب الواحد. هناك بعض الوحدات الأكثر استخدامًا لقياس كثافة المواد وهي وحدات أصغر من وحدة قياس الكثافة في النظام الدولي، من هذه الوحدات: وحدة الجرام لكل مللِي متر، ووحدة الجرام لكل لتر، وهي فعالة في قياس كثافة المواد ذات الأحجام الصغيرة.
الكثافة هي قياس مقدار الكتلة في حجم معين - حقول المعرفة
هنالك العديد من الخصائص الفيزيائية التي من خلالها نستطيع التمييز والتفريق بين المواد والمركبات والعناصر المختلفة، حيث من خلال قياس هذه الكميات خلال فترة زمنيّة معيّنة نستطيع معرفة نوع المادة وحالتها (حالة صلبة، أو سائلة، أو غازية) والمجالات التي نستطيع استخدام هذه المواد فيها، ومن أشهر هذه الخصائص هي الحرارة النوعية، والسعة الحرارية، وكثافة المادة، من خلال هذا المقال سوف نتعرف على إحدى الكميات الفيزيائية المهمّة ألا وهي الكثافة حيث سوف نوضّح مفهوم الكثافة، ووحدة قياسها، وكثافة بعض المواد. مفهوم الكثافة منذ القدم تعامل الإنسان مع العديد من المواد المختلفة التي استخدمها بشكل كبير في مجالات كثيرة مثل التصنيع، وحفظ الأغذية، وصناعة الأدوية المختلفة وغيرها من المجالات، حيث اعتمد الإنسان على التمييز بين هذه المواد من خلال ما يعرف بالكثافة، والمقصود بالكثافة هو الكمية الفيزيائية المشتقّة والتي تربط بين كتلة المادة، وحجمها، وتعرف أيضاً بفهموم الكثافة الكتلية، أو الكثافة الكتلة الحجمية، حيث وجد العلماء بأنّ كثافة المادة تتناسب طردياً مع كتلتها عند ثبوت الحجم (كلما زادت كتلة المادة تزداد كثافتها)، وتتناسب عكسياً مع حجمها عن ثبوت الكتلة (كلما ازداد الحجم قلت الكثافة).
[٢]
ما هي وحدة قياس الكثافة؟
إن كثافة أي مادة تعتمد على كتلة هذه المادة وحجمها، ويمكن التعبير عن الكثافة بالقانون التالي (الكثافة = الكتلة / الحجم) ، مما يعني أن وحدة الكثافة تساوي وحدة الكتلة مقسومة على وحدة الحجم، ولأن وحدة الكتلة تقاس بـ (الغرام)، ووحدة الحجم تقاس بـ (السنتيمتر مكعب)، فإن وحدة قياس الكثافة تكون (غرام لكل سنتيمتر مكعب)، كما يمكن التعبير عن الكثافة أيضا بالكيلوغرام لكل متر مكعب وفقًا للنظام الدولي للوحدات، وعلى سبيل المثال فإن كثافة الماء هي 1 غرام لكل سنتيمتر مكعب، وكثافة الأرض هي 5. 51 غرام لكل سنتيمتر مكعب. [٣]
العوامل التي تؤثر على الكثافة
إن كثافة الجسم هي كُتلة المادة مقسومة على الحجم ، وتقاس الكثافة عادةً في الظروف القياسية لدرجة الحرارة والضغط الجوي، وهنالك العديد من العوامل التي تؤثر على كثافة المادة وهي: [٤]
درجة الحرارة: تتأثر كثافة أي مادة بدرجة الحرارة، فكلما زادت درجة الحرارة زاد حجم المواد، وكلما زاد حجم المادة قلت كثافتها، وكلما انخفضت درجة حرارة المادة يقل حجم المادة مما يؤدي إلى زيادة كثافة المادة، وعلى سبيل المثال، فإنه عند الضغط الجوي العادي تكون كثافة الهواء عند درجة حرارة صفر تساوي 1.
وحدة قياس الكثافة - سطور
آخر تحديث: سبتمبر 18, 2021
وحدة قياس الكثافة في النظام الدولي
وحدة قياس الكثافة في النظام الدولي هي أحد أهم الوحدات لارتباطها بالعديد من التطبيقات العلمية والحياتية، لذلك يوجد تفسيرات علمية عديدة ومفصلة عن الكثافة وطبيعة قياس الوحدات الخاصة بها والطرق اللازمة لذلك، ويتطلب قياس الكثافة الدقة واستخدام أدوات علمية متخصصة لهذا، فوجب التعريف عن الكثافة ووحدات قياسها وأهميتها في النواحي العلمية المختلفة. تعريف الكثافة
للكثافة الكثير من التعريفات على حسب ما تدل عليه من معاني مختلفة. المتعارف عليه أن الكثافة هي إحدى الخصائص الفيزيائية للمواد باختلاف أنواعها، فلكل مادة كثافة معينة ومحددة تختلف عن كثافة المواد الأُخرى. تُعرف الكثافة علميًا بأنها العلاقة التي تربط كتلة جسم ما بحجمه. تتباين قيمة اختلاف كثافة المواد عن طريق الظواهر الطبيعية من الغرق أو الطفو، فكلما زادت كثافة المواد أدى ذلك لغرقها أسرع وكلما قلت كثافتها طافت هذه المواد بشكل سلس على سطح الماء. ظاهرة التيارات المائية التي توجد في المحيطات، ظاهرة تيارات الهواء الباردة والساخنة، وغيرها من العديد من الظواهر. شاهد أيضًا: خصائص الخشب الفيزيائية والكيميائية
العوامل التي تؤثر على كثافة المواد
تؤثر بعض العوامل وتساهم في وجود اختلاف واضح بين كثافة المواد المختلفة، ومن أهم هذه العوامل ما يأتي:
الكتلة الذرية
تتكون نواة أي ذرة من مجموعة أو عدد محدد من الجسيمات الدقيقة القسمة لثلاث أنواع، بروتونات وهي جسيمات موجبة الشحنة ونيوترونات وهي جسيمات عديمة أو متساوية الشحنة، وإلكترونات وهي جسيمات سالبة الشحنة.
كثافة بعض المواد المختلفة
للمواد المختلفة كثافات مختلفة نتعرف عليها فيما يلي:
كثافة مادة الثلج
تبلغ كثافة مادة الثلج وذلك عند درجة حرارة التجْميد (درجة صفر سِيليزيس) 917. جرام لكل مللِي لتر. كثافة جزئ الماء
تبلغ كثافة جزئ الماء وذلك عند درجة حرارة أربعة درجة سيليزية هي واحد جرام لكل مللِي لتر. كثافة عنصر الذهب
تبلغ كثافة عنصر الذهب 19. 13 جرام لكل مللِي لتر. كثافة دهون الجسم
تبلغ كثافة دهون الجسم 94. جرام لكل ملِلي لتر. كثافة الهواء الجاف
تبلغ كثافة الهواء الجاف في درجة حرارة خمسة وعشرين درجة سِيليزيس 001185. جرام لكل ملِلي لتر. كثافة غاز الهيليوم
تبلغ كثافة غاز الهيليوم في درجة حرارة خمسة وعشرين درجة سِيليزيس 000164. جرام لكل ملِلي لتر. كثافة مادة الفلين
تتراوح كثافة مادة الفلين ما بين 22. -26. جرام لكل مللِي لتر. كثافة مادة سكر المائدة
تبلغ كثافة مادة سكر المائدة 1. 59 جرام لكل مللِي لتر. كثافة التربة
تبلغ كثافة التربة 5. 54 جرام لكل مللِي لتر. شاهد أيضًا: الفرق بين الكتلة والوزن والحجم والكثافة
وحدة قياس الكثافة في النظام الدولي تعد من الوحدات الأساسية المهمة في معرفتها لما لها من تطبيقات علمية وحياتية متنوعة، فمَعرفة كثافة أي مادة تفيد في الاستدلال باقي الخصائص الفيزيائية لها.
وحدة قياس الكثافة في النظام الدولي - مقال
ما هي الكثافة تعرف الكثافة على أنها من خواص المواد، كما يوجد لكل مادة كثافة خاصة بها مختلفة عن كثافة المواد، وايضا تعرف على أنها العلاقة ما بين كتلة الجسم وحجمه، وكما يظهر اختلاف في قيمة كثافة المواد من خلال ظواهر غرث المواد او طفوانها على الماء. كيف تقاس الكثافة تعتمد كثافة أي مادة في الطبيعة على عاملين إثنين هما الكتلة والحجم، فقد أوضح علماء الفيزياء العديد من القوانين المهمة المستخدمة في قياس كثافة أي مادة من خلال القانون الآتي: الكثافة = الكتلة / الحجم، إذ من خلال القانون السابق يمكن استنتاج الوحدة الأساسية في قياس الكثافة وهي كيلوجرام لكل متر مكعب. كما أن كثافة أي جسم تعبر عن كتلة المادة أو الجسم مقسمة على الحجم حسب ما اسلفناه سابقاً وبالتالي فإنها تقاس في العادة في الظروف القياسية، كما انها هنالك العديد من العوامل التي يمكن أن تؤثر على الكثافة ومنها: درجة الحرارة. الضغط. تُقاس الكثافة بوحدة جم سم2 جم / سم جم سم3 كجم ل يمكن تعريف الكثافة على أنها خاصية للمادة التي تعبر عن عدد الذرات أو مقدار المادة الموجودة في جسم ما، ويمكن قياس الكتلة بوحدة الغرام، أو بوحدة الكيلوغرام.
عامل درجة الحرارة: إنَّ الزيادة في درجة حرارة جسم ما يؤدّي إلى تباعد الجزيئات المُكوَّنة له عن بعضها البعض بسبب السخونة، وبالتالي تتمدَّد المادة، والذي يؤدّي بدوره إلى زيادة مقدار الحجم، فالعلاقة بين درجة الحرارة، والكثافة علاقة عكسيَّة، فكلَّما زادت درجات الحرارة زاد الحجم ، وبالتالي قلت قيمة كثافة الجسم. ممّا تجدُر الإشارة له أنَّه توجد بعض المواد التي لا تخضع لهذه العوامل، ويُطلق على ذلك اسم شذوذ الكثافة، فالماء مثلًا يزداد حجمه عندما تقل درجة حرارته، وبالتالي تقل كثافته. المراجع
^ أ ب "قانون الكثافة" ، موسوعة كله لك ، اطّلع عليه بتاريخ 20-5-2019. بتصرّف. ↑ "قوانين الكثافة والكتلة والحجم" ، المرسال ، اطّلع عليه بتاريخ 20-5-2019. بتصرّف. ↑ "تعريف الكثافة" ، موثوق ، اطّلع عليه بتاريخ 20-5-2019. بتصرّف. ↑ "شذوذ الكثافة" ، المرسال ، اطّلع عليه بتاريخ 20-5-2019. بتصرّف.