تشرح هذه المقالة ما هي الكثافة النسبية. لذلك سوف تتعرف على كيفية حساب الكثافة النسبية، ومثال محلول لكيفية القيام بذلك وفي أي غرض يتم استخدام الكثافة النسبية.
ما هي الكثافة النسبية؟
الكثافة النسبية هي العلاقة بين كثافة المادة والكثافة المرجعية (عادة كثافة الماء) .
ولذلك، لحساب الكثافة النسبية للمادة، يجب قسمة كثافتها على الكثافة المرجعية.
ضع في اعتبارك أن الكثافة النسبية ليس لها وحدات، لأنه لإيجاد قيمتها، نقسم كميتين لهما نفس الوحدات.
تُعرف الكثافة النسبية أيضًا بالكثافة النوعية ، على الرغم من عدم التوصية باستخدام هذا المصطلح لأنه، عمومًا، تشير الصفة المحددة في العلم إلى ما يتم تقسيمه على الكتلة (وما ليس كذلك).
صيغة الكثافة النسبية
الكثافة النسبية للمادة تساوي كثافتها مقسومة على الكثافة المرجعية. وبالتالي فإن صيغة حساب الكثافة النسبية للمادة هي كما يلي:
ذهب
هي كثافة المادة المراد دراستها و
هي الكثافة التي تؤخذ كمرجع.
- بالنسبة للمواد الصلبة والسوائل، يتم أخذ كثافة الماء عند 1 ضغط جوي و4 درجات مئوية (حوالي 1000 كجم/م 3 ) بشكل عام كمرجع.
- بالنسبة للغازات، تعتبر كثافة الهواء بشكل عام 1 atm و0 درجة مئوية (حوالي 1.29 كجم/م 3 ).
وبالتالي فإن الكثافة النسبية للماء هي 1، حيث أنه في حسابها يتم تقسيم كثافة الماء على نفسها وأي رقم مقسوم على نفسه يعطي 1.
مثال لحساب الكثافة النسبية
على سبيل المثال، سنحدد الكثافة النسبية للزئبق الذي تبلغ كثافته 13534 كجم/م 3 . للقيام بذلك، ببساطة قم بتقسيم قيمة كثافته على كثافة الماء:
ضع في اعتبارك أنه لحساب الكثافة النسبية لمادة ما، يجب التعبير عن قيمة كثافتها والكثافة المرجعية بنفس الوحدات، وإلا فسيكون الحساب غير صحيح.
لقد رأينا للتو كيف يتم حساب الكثافة النسبية للمادة نظريًا، ولكن يمكن أيضًا تحديدها تجريبيًا باستخدام مقياس البيكنومتر أو مقياس كثافة السوائل.
الكثافة النسبية والكثافة المطلقة
سنرى في هذا القسم الفرق بين الكثافة النسبية والكثافة المطلقة (أو ببساطة الكثافة)، حيث أن هذين النوعين من الكثافات الأكثر استخدامًا في الهندسة.
الفرق بين الكثافة النسبية والكثافة المطلقة هو أن الكثافة المطلقة هي نسبة الكتلة إلى حجم المادة، بينما يتم حساب الكثافة النسبية بقسمة الكثافة المطلقة على الكثافة المرجعية.
ولذلك، لحساب الكثافة النسبية، يجب أولا معرفة الكثافة المطلقة.
بالإضافة إلى ذلك، الكثافة المطلقة لها وحدات، في حين أن الكثافة النسبية ليس لها وحدات لأنها كمية مرجعية.
ما هي الكثافة النسبية المستخدمة؟
بعد الاطلاع على تعريف الكثافة النسبية وما هي صيغتها، سنقوم في هذا القسم بتحليل الغرض من استخدام هذه الكمية الفيزيائية.
في المقام الأول، يتم استخدام الكثافة النسبية لتحديد ما إذا كانت المادة سوف تطفو في الماء أم لا. إذا كانت الكثافة النسبية للمادة أقل من 1، فهذا يعني أن المادة سوف تطفو في الماء. ومن ناحية أخرى، إذا كانت الكثافة النسبية أكبر من 1، فسوف تتدفق المادة.
من ناحية أخرى، في الهندسة، يتم استخدام قيمة الكثافة النسبية أيضًا لتحديد حجم مضخات الطرد المركزي بشكل صحيح.
وبالمثل، يستخدم الجيولوجيون وعلماء المعادن الكثافة النسبية لتحديد المحتوى المعدني لصخر أو عينة أخرى. وبالمثل، يستخدم علماء الأحجار الكريمة الكثافة النسبية لتحديد الأحجار الكريمة.
وكما ترى، على الرغم من أن الكثافة النسبية هي كمية محسوبة من كمية أخرى وليست من خصائص المادة نفسها، إلا أن لها العديد من التطبيقات العلمية.