چگالی

مقدمه

در این درس به بررسی مفهوم چگالی، یکاها، کاربردها و محاسبات مربوط به آن می‌پردازیم.

تعریف چگالی

چگالی یک ماده، عبارت است از جرم آن ماده در واحد حجم. به عبارت دیگر، چگالی نشان می‌دهد که در یک حجم مشخص از ماده، چه مقدار جرم وجود دارد.

فرمول چگالی

چگالی (ρ) با فرمول زیر محاسبه می‌شود:

ρ = m / V

در این فرمول:

• ρ: چگالی (بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب)
• m: جرم (بر حسب کیلوگرم)
• V: حجم (بر حسب متر مکعب)

یکای چگالی

یکای استاندارد چگالی در دستگاه بین‌المللی یکاها (SI) کیلوگرم بر متر مکعب (kg/m³) است.

کاربردهای چگالی

چگالی کاربردهای فراوانی در علوم مختلف دارد، از جمله:

• شناسایی مواد: با اندازه‌گیری چگالی یک ماده می‌توان آن را شناسایی کرد.
• محاسبه‌ی جرم: با دانستن چگالی و حجم یک ماده می‌توان جرم آن را محاسبه کرد.
• محاسبه‌ی حجم: با دانستن چگالی و جرم یک ماده می‌توان حجم آن را محاسبه کرد.
• بررسی خلوص مواد: با اندازه‌گیری چگالی یک ماده می‌توان به خلوص آن پی برد.
• کنترل کیفیت مواد: با اندازه‌گیری چگالی مواد می‌توان از کیفیت آنها اطمینان حاصل کرد.

مثال

چگالی آب 1000 کیلوگرم بر متر مکعب است. جرم 1 لیتر آب چقدر است؟

پاسخ:

ابتدا حجم آب را از لیتر به متر مکعب تبدیل می‌کنیم:

1 لیتر = 0.001 متر مکعب

سپس از فرمول چگالی استفاده می‌کنیم:

ρ = m / V

m = ρ * V

m = 1000 kg/m³ * 0.001 m³

m = 1 kg

جدول چگالی برخی مواد

نکته‌ی مهم

• چگالی با دما و فشار تغییر می‌کند.

تمرین

1. چگالی بنزین 680 کیلوگرم بر متر مکعب است. جرم 5.0 لیتر بنزین چقدر است؟
2. چگالی فلز مس 8920 کیلوگرم بر متر مکعب است. حجم 100 کیلوگرم مس چقدر است؟

پاسخ:

1. جرم 5.0 لیتر بنزین برابر است با:

m = ρ * V = 680 kg/m³ * 0.005 m³ = 3.4 kg

2. حجم 100 کیلوگرم مس برابر است با:

V = m / ρ = 100 kg / 8920 kg/m³ = 0.0112 m³

جمع‌بندی

در این درس به بررسی مفهوم چگالی، یکاها، کاربردها و محاسبات مربوط به آن پرداختیم. چگالی یک کمیت فیزیکی مهم است که کاربردهای فراوانی در علوم مختلف دارد.

منبع

• کتاب فیزیک دهم متوسطه