ما هي الكثافة وما هي المؤشرات الفيزيائية التي تعكسها وما طرق قياسها

تعتبر الكثافة أنها أبرز الخصائص الفيزيائية التي تمتاز بها المواد وتنفرد بها عن غيرها، وتستخدم معها وحدة “الكيلو غرام”، فما هي الكثافة؟

3 إجابات
مهندس مدني

تعرف الكثافة بأنها نسبة كتلة المادة على حجمها وتحدد بالعلاقة d=M/V حيث M هي كتلة المادة، V حجمها و d كثافتها. واحدة الكثافة هي بالغرام على السنتيمتر المكعب (أو بالكيلوغرام على المتر المكعب حسب واحدات الكتلة والحجم المدخلة إلى العلاقة). كمثال على بعض العناصر الأساسية نذكر كثافة الماء (تساوي 1 غرام على السنتيمتر المكعب)، وكثافة الهواء (1.2 كيلوغرام على المتر المكعب).

الكثافة مقياس معياري للمواد المتجانسة والمتماثلة الخواص لذلك فالقيم المعتادة والمنتشرة الاستخدام كلها مسجلة وموثقة ليتم استخدامها في الحسابات أو قياس نسبة الشوائب. يتم ضرب كتلة الجسم بتسارع الجاذبية الأرضية للحصول على وزن الجسم وتقسيمه على الحجم للحصول على الوزن النوعي. من أهم التطبيقات العملية للكثافة نذكر: 

  • تحديد قيم التراكيز في السوائل المختلطة. فمثلاً في الصناعات يمكن تحديد نسبة السكر المنحل ومحتوى السكر في سائلٍ ما بمقارنة قيم الكثافة قبل وبعض الإضافة. يمكن تعميم هذا الحساب لتحديد قيم نسبة مادة معينة ضمن مزيج مكوناته الأخرى ثابتة.
  • في الصناعات البتروكيميائية يتم فصل مشتقات البترول بحسب كثافتها. بشكلٍ عام تعد الكثافة مقياساً هاماً للغاية في الصناعات الكيميائية. يستخدم العلماء أيضاًُ قيم كثافة الغاسولين باختلاف درجات الحرارة لمعرفة طريقة تفاعله ضمن المحرك. 
  • تعد الكثافة ذات أهمية كبيرة في معايرة جودة المنتجات المختلفة من مشتقات الكحول، أنواع الوقود، مواد التجميل، الأدوية ومواد أخرى. 
  • أحد أسهل وأوضح استخدامات الكثافة هو تحديد حجم التعبئة للمواد التجارية عن طريق حساب كتلة المادة من وزنها ومنه الحجم الذي ستشغله. 

أكمل القراءة

0
موظفة دعم فني
هندسة زراعية

الكثافة هي خاصة فيزيائية للمادة ومفهوم أساسي في العلوم، وتعرف باسم كثافة الكتلة وهي مقدار أي شيء لكل وحدة حجم، وتحسب كالتالي كتلة المادة مقسومة على حجمها، وتقاس بالكيلو غرام، بشكل عام الغازات أقل كثافة ومن ثم تأتي السوائل والمواد الصلبة تعتبر ذو كثافة عالية، والكثافة تحدد قدرة الأجسام على الطفو فوق أجسام أخرى، وأبرز المؤثرات على مقدار الكثافة الحرارة والضغط، حيث تؤثر نسبة تركيز الذرات وتماسكها على حجم المادة، ويمكن أن تتغير كثافة المادة بتغير حالتها فمن سائل إلى غاز يزداد الحجم وبالتالي تقل الكثافة، أو من سائل إلى صلب، والحجم يتناسب عكسًا مع الكثافة، أما الكتلة فتتناسب طردًا مع الكثافة.

أما بالنسبة لتطبيقات الكثافة واستخدامها في المجالات العلمية وفي العلوم الأرضية بشكل خاص:

  • آلية حركة الصفائح التكتونية.
  • لمعرفة كثافة المعادن وتحديد هويتها.
  • معرفة كثافة الصخور وتصنيفها.
  • معرفة مدى ارتفاع القارات فوق الوشاح.
  • دراسة المحيطات والتيارات المتشكلة فيها.
  • منحنى قياس الضغط وتفاوت الضغط على الأرض.
  • مصابيح الحركة السائلة: تتكون من وعاء من الماء يوضع فيه زيت عضوي ملون وبحسب مبدأ الكثافة لا يختلطان، وتكون كثافة الزيت أكبر من الماء بقليل بالحرارة العادية، وعند تشغيل المصباح، يبدأ تسخين الزيت وبالتالي يصبح الزيت أقل كثافة من الماء، فترتفع كتل الزيت لأعلى الوعاء.

أكمل القراءة

0
مهندسة
هندسة الحاسبات, جامعة تشرين

الكثافة هي من المقاييس الفيزيائية التي تستخدم لحساب كتلة المادة في واحدة الحجوم، فهي نسبة محددة بين الحجم والكتلة لكل واحدة حجم.

وتعتبر من أهم الخصائص الفيزيائية التي تمتاز فيها المواد عن بعضها، حيث تكون الكثافة للأجسام الصلبة على شكل ذرات مترابطة مع بعضها بقوة، أما بالنسبة للسوائل فتكون منفصلة عن مستويات الضغط، وتتصف بحساسيتها الشديدة لدرجات الحرارة، كما تحسب وفق المعادلة (كتلة المادة/الحجم)، وواحدتها وفق نظام الوحدات الدولي هي الكيلو غرام.

تتميز الكثافة بعدد من الخصائص العامة التي تنطبق على كل المواد، ونذكر أبرزها:

  • تزداد الكثافة بنقصان الكتلة فهما مرتبطان بعلاقة عكسية.
  • تقدر كثافة الغازات بحوالي 1000 غرام لكل سنتيمتر مكعب، أما كثافة السوائل تقدر حوالي 10 غرام للسنتيمتر مكعب.
  • تمتلك المعادن كثافة مرتفعة تتراوح بين 6-7 غرام للسنتيمتر مكعب.
  • يجب معرفة الوزن والحجم لحساب الكثافة.
  • تطفو الأجسام ذات الكثافة المنخفضة فوق الأجسام ذات الكثافة المرتفعة.

وبسبب الأهمية الكبيرة للكثافة، فقد استخدمت في العديد من المجالات والتطبيقات العلمية أهمها:

  • الكشف عن تصنيفات المعادن.
  • مساعدة علماء الجيولوجيا في تصنيف الصخور وتحديد تكوينها.
  • المساعدة في تفسير تكرار ظاهرة التيارات المتعاقبة في المحيط.
  • توضيح أسباب حركة الصفائح التكتونية.
  • تستخدم في تفسير التوازن الأرضي.

تتعلق الكثافة بعوامل كثيرة تؤثر بها كالحرارة والضغط المطبق على الجسم، كما تعد نسبة تركيز الذرات في المادة وتماسكها مع بعضها من أبرز العوامل المؤثرة على الكثافة، حيث من الممكن أن تتألف المادة من ذرات ذات وزن ذري منخفض تجعلها ذات كثافة أعلى من تلك التي تتألف من ذرات ذات وزن ذري مرتفع، وخصوصًا في المواد الصلبة.

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "ما هي الكثافة وما هي المؤشرات الفيزيائية التي تعكسها وما طرق قياسها"؟