چگالی رابطه ای است که بین جرم یک ماده یا جسم و حجم آن (رشته های فیزیک و شیمی) وجود دارد، یعنی اندازه گیری جرم با مقدار حجم است و فرمول آن این است:
چگالی= جرم/حجم M/V
- جرم مقدار ماده ای است که یک جسم را می سازد.
- حجم فضایی است که یک جسم اشغال می کند .
“ما در مورد یک خاصیت ذاتی صحبت می کنیم، زیرا این به مقدار ماده ای که در نظر گرفته می شود بستگی ندارد.”
بیایید آن را عملی کنیم
سوال: چگالی یک حبه قند که 11.2 گرم وزن دارد و یک طرف آن 2 سانتی متر است چقدر است؟
مرحله 1: جرم و حجم حبه قند را پیدا کنید.
جرم = 11.2 گرم حجم = مکعب با اضلاع 2 سانتی متر.
حجم یک مکعب = (طول ضلع) 3
حجم = (2 سانتی متر) 3
حجم = 8 سانتی متر مکعب
مرحله 2 – متغیرهای خود را در فرمول چگالی وارد کنید.
چگالی = جرم / حجم
چگالی = 11.2 گرم / 8 سانتی متر مکعب
چگالی = 1.4 گرم بر سانتی متر مکعب
جواب: حبه قند 1.4 گرم بر سانتی متر مکعب چگالی دارد.
نکاتی برای حذف محاسبات
حل این معادله در برخی موارد جرم را تحویل می دهد. در غیر این صورت، شما خودتان باید آن را با تفکر در مورد شی به دست آورید. هنگام داشتن جرم، به خاطر داشته باشید که اندازه گیری چقدر دقیق خواهد بود. همین امر در مورد حجم نیز صدق می کند، واضح است که اندازه گیری با استوانه مدرج دقیق تر از فنجان است، با این حال ممکن است نیازی به اندازه گیری دقیق نداشته باشید.
نکته مهم دیگری که باید به خاطر داشته باشید تا بدانید که آیا پاسخ شما منطقی است یا خیر. وقتی جسمی نسبت به اندازه اش خیلی سنگین به نظر می رسد، باید مقدار چگالی بالایی داشته باشد. چقدر؟ با تصور اینکه چگالی آب حدود 1 گرم بر سانتی متر مکعب است. اجسام با چگالی کمتر از این در آب فرو می روند. بنابراین، اگر جسمی در آب غرق شود، مقدار چگالی آن باید شما را بزرگتر از 1 نشان دهد!
حجم در هر جابجایی
اگر یک جسم جامد معمولی به شما داده شود، می توان ابعاد آن را اندازه گیری کرد و به این ترتیب حجم آن را محاسبه کرد، با این حال، حجم چند جسم در دنیای واقعی را نمی توان به این راحتی اندازه گیری کرد، گاهی اوقات لازم است حجم را با جابجایی محاسبه کنید.
- با اصل ارشمیدس مشخص شده است که جرم جسم از ضرب حجم آن در چگالی سیال به دست می آید. اگر چگالی جسم کمتر از چگالی مایع جابجا شده باشد، جسم شناور می شود. اگر بزرگتر باشد، فرو می رود.
- جابجایی می تواند برای اندازه گیری حجم یک جسم جامد استفاده شود، حتی اگر شکل آن منظم نباشد.
جابجایی چگونه اندازه گیری می شود؟ فرض کنید شما یک سرباز اسباب بازی فلزی دارید. می توان گفت آنقدر سنگین است که در آب فرو برود، اما نمی توان از خط کش برای اندازه گیری ابعاد آن استفاده کرد. برای اندازه گیری حجم اسباب بازی، یک استوانه مدرج را تا نیمه از آب پر کنید. صدا را ضبط کنید. اسباب بازی را اضافه کنید. حباب های هوا را که ممکن است بچسبد را حتما جابجا کنید. اندازه گیری حجم جدید را ضبط کنید. حجم سرباز اسباب بازی، حجم نهایی منهای حجم اولیه است. می توانید جرم اسباب بازی را اندازه بگیرید (خشک) و سپس چگالی آن را محاسبه کنید.
