حاسبة الكثافة

الكثافة (ρ) هي الكتلة لكل وحدة حجم: ρ = m ÷ V . استخدم وحدات متسقة - جرام لكل سنتيمتر مكعب (جم/سم³) أو كيلوجرام لكل متر مكعب (كجم/م³) شائعة في العلوم والهندسة.

تبلغ نسبة الماء النقي حوالي 1 جم/سم3 أو 1000 كجم/م3 في درجة حرارة الغرفة. الأجسام الأقل كثافة من الماء تطفو؛ تلك الأكثر كثافة تغرق. تغير كثافة درجة الحرارة والضغط، خاصة بالنسبة للغازات.

مثال: 250 جم تشغل 100 سم مكعب كثافتها 250 ÷ 100 = 2.5 جم/سم3 — أثقل من الماء، مثل العديد من المعادن أو الفلزات اعتمادًا على المادة.

يستخدم المهندسون الكثافة لتقدير الوزن من الرسومات: اضرب الحجم (م³) بالكثافة (كجم/م³) للحصول على الكتلة بالكيلوجرام. يعتمد كل من شركات بناء السفن والكيميائيين ومختبرات المواد على نفس العلاقة ρ = m / V مع عادات الوحدات المختلفة.

يمكن قياس المواد الصلبة غير المنتظمة عن طريق إزاحة الماء، حيث يساوي الحجم المغمور حجم الماء المزاح. يقترن هذا الحجم بمقياس القراءة للعثور على الكثافة دون حساب L × W × H .

مثال عملي مع الإعدادات الافتراضية للنموذج: كتلة 250 جم وحجم 100 سم³ → 2.5 جم/سم³. نفس الجسم بالكيلوجرام/م3 هو 2500 كجم/م3 (اضرب جم/سم3 في 1000). الألومنيوم هو ما يقرب من 2.7 جم / سم مكعب؛ الرصاص حوالي 11.3 جم/سم3.

يربط مبدأ أرخميدس الكثافة بالطفو: يطفو الجسم عندما يكون متوسط ​​كثافته أقل من السائل الذي يزيحه. كتلة 250 جم بحجم 100 سم مكعب عند 2.5 جم/سم3 تغوص في المياه العذبة بالقرب من 1 جم/سم3 ولكنها قد تطفو في محلول ملحي مشبع بالقرب من 1.2 جم/سم3 اعتمادًا على الملوحة ودرجة الحرارة الدقيقة.

إن خلط سائلين لهما كثافة معروفة لا يؤدي دائمًا إلى الحصول على متوسط ​​بسيط، حيث يتقلص الإيثانول والماء قليلًا عند الخلط. بالنسبة لكيمياء المطبخ الخام، المتوسطات المرجحة حسب حجم العمل؛ بالنسبة للخلطات المختبرية، قم بقياس الكتلة والحجم المدمجين مباشرة بعد أن يصل المحلول إلى درجة حرارة الغرفة ويتوقف عن الانكماش داخل القارورة المتدرجة على المقعد.

تحويل 2.5 جم/سم³ إلى النظام الدولي للوحدات: اضرب بـ 1000 → 2500 كجم/م³. يمكن للمهندسين الإنشائيين الذين يستشهدون بصلب يصل إلى 7850 كجم/م3 مقارنة عينتك بالجداول المرجعية لتخمين عائلة السبائك، على الرغم من أن الشوائب والمسامية تغير القراءة. تدرج مخططات تعريف المعادن الكوارتز بالقرب من 2.65 جم / سم 3 والألمنيوم بالقرب من 2.70 جم / سم 3 كمراجع بين قوسين لعينة غير معروفة تبلغ 2.5 جم / سم 3.