چگالی چیست؟

برای این که بدانیم چگالی چیست و در علوم چه تعریفی دارد باید ابتدا با مفاهیم جرم و حجم آشنا باشیم. چگالی به جرم حجمی یک ماده گفته می شود.

مفهوم دیگری که می توان در پاسخ چگالی چیست بیان کرد عبارت است از: نسبت جرم یک جسم به حجم آن جسم. چگالی اصلی است که در اکثر پدیده ها نقش مهمی ایفا می کند.

چگالی یک جسم باید کمتر از چگالی محیط اطرافش باشد تا بتواند شناور بماند. چگالی بر روی عملکرد بالون های هوای گرم نیز تأثیر مستقیم دارد. همچنین چگالی یک ماده با تغییر دما دچار تغییر می شود.

جرم چیست؟

همان طور که گفتیم برای دانستن مفهوم چگالی باید تعریفی از جرم داشته باشیم. در کتاب علوم دوران مدرسه با مفهوم جرم این گونه آشنا شده بودیم که: موادی که یک جسم را تشکیل می دهد جرم آن جسم گفته می شود.

جرم یک جسم را به وسیله ترازو و واحد کیلوگرم می توان اندازه گرفت. البته برای اندازه گیری جرم یک جسم واحد های گرم و تن نیز قابل استفاده هستند.

حجم چیست؟

دانستن مفهوم حجم نیز برای دانستن این که چگالی چیست لازم است. در تعریف حجم می توان گفت که: مقدار فضایی که یک جسم اشغال می کند را حجم آن جسم می گویند.

برای اندازه گیری حجم یک جسم باید از مفاهیم ریاضی استفاده کرد. اگر بخواهیم حجم اشکال مختلف را به دست آوریم باید فرمول هایی را که برای آن در نظر گرفته شده است به کار گیریم.

مثلا برای اندازه گیری حجم یک معکب از فرمول حاصلضرب طول ضرب در عرض ضرب در ارتفاع استفاده می شود. یعنی در مکعب یک ضلع را سه بار در خودش ضرب می کنیم.

فرمول چگالی چیست؟

با توجه به تعریف حجم و جرم فرمولی که برای چگالی تعریف می شود به شرح زیر است: چگالی مساوی است با جرم تقسیم بر حجم.

پس اگر خواستید چگالی یک جسم را حساب کنید، جرم آن جسم را به دست آورده، بر حجم آن جسم تقسیم می کنیم، این گونه چگالی آن به دست می آید.

ارتباط بین جرم و چگالی چیست؟

جرم و چگالی یک جسم با یکدیگر رابطه مستقیم دارند. به این معنا که هر چه یک جسم سنگین تر باشد، چگالی آن نیز بیشتر خواهد بود.

رابطه حجم و چگالی چیست؟

بر عکس جرم که رابطه مستقیم با چگالی داشت، حجم یک جسم رابطه ای معکوس با چگالی آن دارد. به این معنا که هر چقدر حجم یک جسم بیشتر باشد، چگالی آن کمتر است و هر چه حجم یک جسم کمتر باشد، چگالی آن بیشتر می باشد.

چگالی نسبی چیست؟

مقایسه چگالی دو مایع با هم و یا مقایسه چگالی یک مایع و یک جامد با یکدیگر کار آسانی است. اگر چگالی یک جسم کمتر از مایع باشد، آن جسم در مایع شناور می شود اگر چگالی آن جسم از مایع بیشتر باشد در آن مایع غرق می شود.

به عنوان مثال یک تکه چوب چگالی کمتری نسبت به آب دارد و به همین دلیل است که چوب می تواند روی آب شناور بماند.

تنگ چگالی چیست

برای این که بخواهیم چگالی مایعات را به صورت نسبی به دست بیاوریم از تنگ چگالی استفاده می شود. این وسیله دارای یک درپوش است که روی آن یک سوراخ تعبیه شده است.

قرار گرفتن این درپوش به طور صحیح باعث می شود که آن مقدار از مایع که در تنگ اضافی است از طریق سوراخ آن خارج شود. بعد از این که این اتفاق می افتد، مایع داخل تنگ جرمی برابر با خود تنگ پیدا می کند.

برای تعیین چگالی نسبی یک مایع در تنگ چگالی اختلاف جرم تنگ و آب و تنگ خالی و تنگ پر و… را به دست می آوریم.

قیف جداکننده در چگالی چیست

این قیف، وسیله ای است که مایعات را بر مبنای شاخص چگالی شان از یکدیگر جدا می کند. به عنوان مثال اگر ترکیبی از آب و روغن را در مخزن قیف جداکننده بریزیم، هر کدام از مواد بر اساس چگالی شان در این ظرف جدا می شوند.

تغییرات چگالی

همان طور که گفته شد چگالی یک ماده با تغییر دما دچار تغییر می شود. با افزایش دما، فعالیت های مولکولی و همچنین تعداد مولکول ها در حجم یک ماده کم می شود. همین امر باعث می شود که چگالی آن ماده نیز کم می شود.

به مفهوم چگالی چیست، می توان این را هم اضافه کرد که چگالی نشانگر این است که جرم یک ماده تا چه اندازه متراکم شده است. گازها به دلیل این که مولکولهایشان از یکدیگر فاصله زیادی دارند دارای چگالی کمی هستند و فضای خالی زیادی دارند.

اما در مایعات و جامدات به دلیل نزدیک بودن مولکول ها به یکدیگر چگالی بیشتری را مشاهده می کنیم. همان طور که می دانیم چگالی مواد به فشار و دما نیز بستگی دارند به و چگالی گازها به تغییرات دما و فشار بسیار حساس هستند.

این که چگالی چقدر اهمیت دارد و به صورت مکرر در علوم قابل استفاده است چیزی نیست که بتوان آن را انکار کرد. به وسیله چگالی می توان بسیاری از حقایق وزن مواد را مشخص کرد.

طریقه اندازه گیری چگالی گاز و مایع

اگر می خواهید چگالی مایع و یا گاز را اندازه بگیرید باید ابتدا جرم ظرفی که در آن مایع شما و یا گاز قرار دارد بدانید. با دانستن جرم ظرف می توانید در زمان محاسبه، آن را حذف کنید و اندازه دقیق مایع یا گاز را به دست آورید.

برای این که بتوانید اندازه ظرف خالی از مایع را به دست آورید آن را قبل از این که پر کنید روی ترازو بگذارید و جرمی که نشان داده شد را به خاطر بسپارید.

البته در برخی موارد، اگر برای اندازه گیری جرم ظرف و یا مواد داخل آن از ترازوهای پیشرفته استفاده کنید به شما این امکان را می دهد تا جرم ظرفی با مثلا ۲۰۰ گرم را به جای نشان دادن ۲۰۰، عدد صفر را نشان می دهد.

این گونه می توانید با ریختن مایع درون آن ظرف، اندازه خالص آن مایع را به دست آورید. در خصوص به دست آوردن ماده جامد نیز می توانید با اندازه گیری از طریق ترازو به مقدار دقیق آن پی ببرید.