ما معنى الكثافة النسبية؟
الكثافة الكتلية و يقال لها: الكتلة الحجمية ، وهي صفة فيزيائية للأجسام تعبر عن علاقة وحدة الحجم بوحدة الكتلة لمادة أو جسم ما. فكلما زادت الكتلة لوحدة الأحجام ، و لهذا فهي كتلة وحدة الحجوم من المادة.
وهي تساوي الكثافة لجسم كتلته الكلية مقسومة على حجمه الكلي ، ووحدتها الجرام في السنتيمتر المكعب.
و أكبر دليل على أهمية الكثافة هو عندما نقوم بالسباحة في الماء.
و تتأثر كثافة الجزيء بالحرارة و الضغط ،فعندما تتمدد الأجسام بفعل الحرارة تفقد قوتها الجاذبة ما بين جزيئاتها،و بذلك تكبر المسافات فيما بينها ، و تكثر حركتها الداخلية الجزيئية فتتمدد ، و عندما تنضغط و تنكمش الأجسام بفعل الضغط تكسب قوتها الجاذبة فيما بين جزيئاتها ( القوى الداخلية الجزيئية)، الأمر الملاحظ بالغازات على وجه الخصوص ،فكتلتهما الحجمية تزداد ، و لذلك تسجل الكثافة عادة عند درجة الحرارة و قياس الضغط القياسيين.
و هناك ما يعرف بالكثافة المطلقة عند درجة الصفر المئوي و الضغط الجوي ، و الكثافة تتحكم بطبيعة المادة ، فإن كانت كبيرة أصبحت المادة صلبة ، و إن كانت الكثافة متوسطة أصبحت المادة سائلة ، و إن كانت الكثافة صغيرة أصبحت المادة غازية ، و لكن من الممكن أن تكون هناك مادة صلبة ، و تكون كثافتها أقل من السائل ، و ذلك يعود للحجم و الكتلة لجسم هذه المادة.
الكثافة النسبية:
الكثافة النسبية و تعرف أيضا بالوزن النوعي ، هي صفة فيزيائية للأجسام تعبر عن العلاقة بين كتلتها الحجمية و الكتلة الحجمية للماء الخالص الذي درجة حرارته 3.98 درجة مئوية، و يستخدم الهواء بالنسبة للغازات.و معدل كثافة جسم ما يساوي كتلته الحجمية مقسومة على الكتلة الحجمية للماء، و لذلك ليس للكثافة أي وحدة. بل هي عبارة عن رقم مجرد يدل على نسبة ، و هناك أيضا الكثافة النوعية للمادة ، و هي ترمز إلى النسبة بين كثافة مادة معينة في درجة حرارة معينة إلى كثافة الماء في نفس درجة الحرارة ، أي : أخذ كثافة الماء مقدارا ثابتا بالنسبة لكثافة المواد الأخرى ، علما بأن كثافة الماء العذب = 1000 كيلوغرام / المتر المكعب.
كيف تقاس الكثافة النسبية؟
بما أن الكتلة الحجمية للماء في النظام الدولي تعادل 10*1000كلج/م3، لذا فإن كثافة جسم ما تعادل كتلته الحجمية بكيلوغرام / المتر المكعب مقسومة على 1000كلج/م3.
و يمكن أن تقاس الكتلة الحجمية أيضا بالغرام على السنتيمتر المكعب ، و عندما تكون الكثافة مساوية تقريبا لتلك التي تستخدم وحدات النظام الدولي في حساب الكتل الحجمية.
و بما أن الكتل الحجمية للأجسام تتغير بتغير درجة الحرارة فإن استخدام مصطلح الكثافة من دون تحديد درجات الحرارة إلى تم عندها قياس الكتل الحجمية ليس دقيقا. لذا تم اعتماد طريقة أخرى.
و تعد الكثافة النوعية بلا وحدات ، و الأجسام التي تزيد كثافتها النوعية عن واحد تعد أكثر كثافة من الماء .
و إذا تجاهلنا تأثير التوتر السطحي سوف تغرق هذه المواد في الماء.
أما تلك التي تساوي كثافتها النوعية واحدا صحيحا أو أقل منه فسوف تطفو على سطح الماء.
الكثافة النوعية:
تعد الكثافة النوعية حالة خاصة ، أو في بعض الأحيان كمرادف للكثافة النسبية، و غالبا ما يفضل مصطلح الكثافة النسبية في الكتابات العلمية الحديثة.
و يعد استخدام الكثافة النوعية غير محبذ بالمجالات العلمية التي تتطلب دقة عالية ـ فاستخدام الكثافة بوحدات الكتلة و الحجم.
و تختلف كثافة الماء حسب الحرارة و الضغط، و غالبا ما يشار للكثافة النوعية عند درجة حررة 4 مئوية و ضغط طبيعي 1 ضغط جوي.
و يفضل استخدام كل من هذين العاملين (الحرارة و الضغط)لأن كثافة الماء تكون أكبر ما تكون في هذه الحالة ، و هي تساوي 1000كلغ/م3 ، وهذا هو المعترف به في نظام الوحدات الدولي .
أمثلة على الكثافة النوعية:
الكثافة النوعية لخشب البلسا هي 0.2، إذن فهي تماثل 0.2 من كثافة الماء ، لذا فهو يطفو فوق سطح الماء.
و الكثافة النوعية للخرسانة المسلحة هي 2.5 ، إذن فهي تمثل 2.5 من كثافة الماء ، لذا فهي تغوص في الماء.
و الكثافة النوعية للزئبق هي 13.56 ، إذن فهي تمثل 13.56 من كثافة الماء .لذا فهو يغوص في الماء.
و الكثافة النوعية لليورانيوم هي 19.1 ، إذن فهي تمثل 19.1 من كثافة الماء ، لذا فهو يغوص في الماء.
إرسال تعليق
أكتب تعليقك أو رأيك