چگالی یعنی چه؟ + فرمول چگالی چیست؟

چگالی چیست؟

چگالی نسبت جرم جسم (مواد سازنده یک جسم) به حجم آن جسم (مقدار فضایی که آن جسم اشغال می کند) است که “جرم حجمی” نامیده شده است. چگالی به انگلیسی “Density” نام دارد و به همین دلیل در تلفظ فارسی به دانسیته تبدیل شده است، در نتیجه هر جا کلمه دانسیته را شنیدید منظور همان چگالی است. جرم جسم را به وسیله ترازو اندازه می گیریم و یکای استاندارد آن کیلو گرم است. می توان از معیار های گرم و تن نیز به عنوان واحد جرم یک جسم استفاده کرد. برای اندازه گیری حجم اجسامی که شکل هندسی منظمی دارند، می توان از روش های ریاضی استفاده کرد. مثلا حجم یک مکعب از حاصلضرب طول در عرض در ارتفاع به دست می آید یعنی یک ضلع را ۳ بار در خودش ضرب می کنیم. برای اندازه گیری حجم اجسام کوچکی که شکل هندسی منظمی ندارند، می توان از استوانه مدرج استفاده کرد. در این روش درون استوانه ای مدرج مقدار مشخصی آب می ریزیم، سپس جسم مورد نظر را به نحوی که در آب فرو رود داخل استوانه می اندازیم و سطح آب درون استوانه را با قبل مقایسه می کنیم. تفاوت دو عدد به دست آمده، برابر حجم جسم است.

فرمول چگالی چیست؟

با توجه به توضیحات فوق می توان برای محاسبه چگالی از فرمول زیر استفاده کرد:

: چگالی (رو) – (دانسیته است)

: جرم

: حجم

واحدها در اندازه گیری چگالی

با توجه به واحد های جرم و حجم، چگالی نیز دارای یکاهای مختلفی می تواند باشد. مثلا اگر جرم بر حسب کیلوگرم و حجم بر حسب متر مکعب باشد، واحد چگالی بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب می شود. در اندازه‌گیری چگالی جامدات و مایعات معمولا جرم را بر حسب گرم (g) یا کیلوگرم (kg) و حجم را بر حسب سانتیمتر مکعب (cm^۳) یا مترمکعب (m^۳) بیان می‌کنند که در این صورت چگالی برحسب واحدهای کیلوگرم بر متر مکعب (Kg/m^۳) یا گرم بر سانتیمتر مکعب (gr/cm^۳) می‌سنجند. چگالی نشانگر این است که جرم ماده تا چه حد متراکم شده است. مثلا ، سرب یک ماده چگال است، زیرا مقدار زیادی از آن در حجم کوچکتر متراکم شده از طرف دیگر چگالی هوا بسیار کم است.

طریقه اندازه گیری چگالی

برای اندازه‌گیری چگالی یک جسم باید هم جرم جسم (m) و هم حجم (V) آن را اندازه‌گیری کنیم. جرم را می‌توانیم با ترازو اندازه‌گیری کنیم. حجم یک جسم جامد را می‌توانیم با راههای گوناگون اندازه بگیریم. مثلا برای بدست آوردن حجم یک مکعب ، اندازه یک ضلع آن را به توان ۳ می‌رسانیم و یا برای تعیین حجم یک مکعب مستطیل طول ، عرض و ارتفاع آن را در هم ضرب می‌کنیم. حجم یک مایع را می‌توانیم با ظرف شفاف مدرجی که واحدهای حجم را نشان می‌دهد، اندازه بگیریم. در آزمایشگاه معمولا برای اندازه گیری حجم مایعات از استوانه مدرج استفاده می‌کنند. در مواردی بوسیله اندازه‌گیری جرم نسبی مواد نسبت به هم از طریق چگالی نسبی مواد نسبت به هم می‌توانیم چگالی تک‌ تک مواد را اندازه‌گیری نموده و مشخص نماییم.

رابطه چگالی با جرم چیست؟

چگالی یک جسم با جرم آن جسم رابطه مستقیم دارد یعنی هر چه یک جسم سنگین تر باشد، چگالی آن بیش تر است. مثلا چگالی آهن بیش از پنبه است چون آهن سنگین تر از پنبه است.

رابطه چگالی با حجم چیست؟

چگالی یک جسم رابطه معکوس با حجم آن جسم دارد یعنی هر چه حجم یک جسم بیشتر باشد، چگالی آن کمتر است و بالعکس کاهش حجم، چگالی جسم را افزایش می دهد.

چگالی آب خالص چقدر است؟

چگالی آب خالص ۱ گرم در سانتی متر مکعب است. از این رو فلزاتی که چگالی بیش از ۱ دارند مثل سرب و فولاد در آب فرو می روند و اجسام سبک مثل یخ و چوب پنبه که چگالی کمتر از ۱ دارند، روی آب شناور و معلق می مانند.

چگالی نسبی چیست؟

مقایسه چگالی دو مایع با یکدیگر یا مقایسه چگالی یک جامد با یک مایع خیلی راحت است. اگر چگالی جسمی کمتر از مایع باشد، در آن شناور می‌شود و در غیر اینصورت در آن غرق می گردد. مثلا چگالی چوب از آب کمتر است و برای همین است که چوب روی آب شناور می‌ماند «نیروی ارشمیدس».

مواد چگال

هسته اتم های تشکیل دهنده مواد و ستارگان از جمله :

• کوتوله‌ های سفید
• ستاره های نوترونی
•  ابر نواختران
•  سیاه چاله‌ ها

چگال ترین موادها هستند.

قیف جدا کننده

وسیله‌ای است که مایعات را بر اساس شاخص چگالی از هم جدا می‌کند؛ مثلا اگر مخلوط روغن و آب را در مخزن این دستگاه بریزیم، بر حسب چگالی مواد در داخل این ظرف تفکیک می‌شود. اگر شیر زیر ظرف را باز کنیم، مایعی که دارای چگالی بالاست، در زیر قرار گرفته و از دستگاه خارج می‌گردد تا اینکه به مرز جدایی مایعات روغن و آب برسد، در چنین حالتی شیر را می‌بندیم و دستگاه با موفقیت دو مایع مخلوط را از هم جدا می‌کند.

جدول چگالی بعضی از مواد معمولی در ۲۵ درجه سانتی‌گراد (ماده چگالی بر حسب g/cm3)

• گاز طبیعی :  ۰٫۰۰۰۶۵۶
• هوا  :  ۰٫۰۰۱۱۸
• اتانول   :  ۰٫۷۸۹۴۸
• سدیم کلرید  :  ۲٫۱۶۴
• فولاد ضد زنگ  :  ۸٫۰۳۷
• جیوه  :   ۱۳٫۵۴۵

مثال :

مسئله: حجم یک قطعه موم ۸٫۵۰cm^۳ و جرم آن ۸٫۰۶g است. چگالی موم را بدست آورید.
راه حل: چگالی، جرم در واحد حجم است و به صورت زیر نشان داده می‌شود.

با جایگذاری مقادیر معلوم ، خواهیم داشت:

۸٫۰۶g/8.5cm^۳   =  ۰٫۹۴۸g/cm^{۳ =}  

در موج باز بخوانیم:

• راز مثلث برمودا
• هشتک چیست؟
• سلبریتی چیست؟
• deep web چیست؟
• رز سیاه نماد چیست؟
• شهاب سنگ چیست؟
• نماد اعتماد الکترونیکی
• گزارش اسپم در تلگرام