هنا سوف تكتشف ما هي الكثافة المحددة وما هي صيغتها. تشرح المقالة كيفية حساب الكثافة النوعية للمادة باستخدام مثال. بالإضافة إلى ذلك، سوف تكون قادرًا على رؤية التطبيقات الواقعية ذات الثقل النوعي.
ما هي الكثافة المحددة؟
الكثافة النوعية هي نسبة كثافة المادة إلى كثافة الماء . لذلك، لحساب الكثافة النوعية لمادة ما، يجب قسمة كثافتها على كثافة الماء.
بشكل عام، لحساب الكثافة النوعية، نأخذ كثافة الماء كمرجع عند درجة حرارة 4 درجة مئوية، وهي 1000 كجم/م 3 .
الكثافة النوعية ليس لها وحدات ، لأنه للحصول على الكثافة النوعية لمادة ما، يتم تقسيم كميتين بنفس الوحدات. أي أنه بما أن نفس الوحدات تظهر في البسط والمقام في الصيغة، فإنها تلغي بعضها البعض، وبالتالي فإن الكثافة ليس لها وحدات محددة.
تُعرف الجاذبية النوعية أيضًا بالكثافة النسبية . في الواقع، يوصى حاليًا باستخدام المصطلح النوعي فقط للكميات مقسومة على كتلة المادة، لكن بعض العلماء يستخدمون مفهوم الكثافة النوعية في منشوراتهم. منطقيا، يأتي هذا من تأثير اللغة الإنجليزية ( الخصوصية ).
صيغة الثقل النوعي
الكثافة النوعية للمادة تساوي كثافتها مقسومة على كثافة الماء. وبالتالي فإن صيغة حساب كثافة المادة هي:
ذهب
هي كثافة المادة المراد دراستها و
هي الكثافة التي يتم أخذها كمرجع، والتي يتم اعتبارها عمومًا بالنسبة للمواد الصلبة والسوائل ككثافة الماء. عند 1 ضغط جوي و4 درجات مئوية (حوالي 1000 كجم/م 3 ) وبالنسبة للغازات، كثافة الهواء عند 1 ضغط جوي و0 درجة مئوية (حوالي 1.29 كجم/م 3 ).
وبالتالي فإن الكثافة النوعية للماء هي 1، حيث أنه في حسابها تقسم كثافة الماء على نفسها وأي رقم مقسوم على نفسه يعطي الوحدة.
على سبيل المثال، سنجد الكثافة النوعية للزئبق، وكثافته 13534 كجم/م 3 . للقيام بذلك، ببساطة قم بتقسيم قيمة كثافته على كثافة الماء:
ضع في اعتبارك أنه لحساب الكثافة النوعية لمادة ما، يجب التعبير عن الكثافات بنفس الوحدات، وإلا فسيكون الحساب غير صحيح.
لقد رأينا للتو كيف يتم حساب الكثافة النوعية للمادة نظريًا، ولكن يمكن أيضًا تحديدها تجريبيًا باستخدام مقياس البيكنومتر أو مقياس كثافة السوائل.
ما هي الكثافة المحددة المستخدمة؟
بعد الاطلاع على تعريف الكثافة النوعية وصيغتها، سنقوم في هذا القسم بتحليل الغرض من استخدام هذه الكمية الفيزيائية.
يتم استخدام الجاذبية النوعية لتحديد ما إذا كانت المادة سوف تطفو في الماء أم لا. إذا كانت كثافة المادة أقل من 1، فهذا يعني أن المادة سوف تطفو على الماء. وعلى العكس من ذلك، إذا كانت الكثافة أكبر من 1، فسوف تتدفق المادة.
من ناحية أخرى، في الهندسة، يتم استخدام قيمة الكثافة النوعية لتحديد حجم مضخات الطرد المركزي بشكل صحيح.
وبالمثل، يستخدم الجيولوجيون وعلماء المعادن الجاذبية النوعية لتحديد المحتوى المعدني لصخر أو عينة أخرى. وبالمثل، يستخدم علماء الأحجار الكريمة الجاذبية النوعية لتحديد الأحجار الكريمة.