الحجم لتحويل الكثافة

الحجم هو مقدار المساحة التي تشغلها مادة ما في ثلاثة أبعاد ، سواء تم قياس هذه الكمية بالسنتيمتر المكعب أو الياردات المكعبة أو وحدة أخرى من الحجم. يمكن أن تكون المادة صلبة أو سائلة أو غازية. لا يلعب الوزن أو الكتلة أي دور في اعتبار الحجم. إذا رغب المرء في معرفة كثافة مادة تشغل حجمًا ، فيجب إدخال الكتلة.

العلاقة الرياضية بين الكثافة والحجم علاقة بسيطة.

المعادلة الرياضية هي D = M / V. الكثافة تساوي الكتلة ، سواء بالجرام أو الجنيهات أو أي وحدة أخرى ، مقسومة على الحجم الذي تشغله الكتلة. إذا كانت قطعة معدنية تزن 25 جم وحجمها 5 سم مكعب ، فإن كثافتها تكون 25 جم / 5 سم مكعب = 5 جم لكل سم مكعب.

يوضح قانون الغاز المثالي كيف إذا كانت المعادلة تحتوي على حجم ، فإن مصطلح الكثافة قد يحل محلها لتأثير جيد. يقرأ قانون الغاز هذا عادةً PV = nRT ، حيث P هي الضغط ، و n هي عدد مولات الغاز قيد الدراسة ، و R هي ثابت الغاز المثالي ، و T هي درجة الحرارة. الآن عدد المولات مرتبط بالكتلة أو الوزن ويمكن كتابته n = m / MW ، حيث m هي كتلة الغاز ، و M هو وزنه الجزيئي. يمكن بعد ذلك كتابة معادلة الغاز المثالية PV = (m / M) RT.

بقسمة طرفي المعادلة على الحجم ، V ، نجد بعد ذلك P = (m / MV) RT. بدمج المعادلة 1 مع المعادلة 4 ، نحصل على P = (D / M) RT.

لقد أزلنا الحجم تمامًا من المعادلة ، واستبدلناها بالكثافة. لقد حولنا الحجم إلى كثافة. يمكن استخدام هذا الشكل من قانون الغاز المثالي بسهولة إذا كنت تعرف كتلة الغاز الموجودة وليس حجمه. بالطبع يمكنك العودة إلى الحجم بمجرد عكس العملية.

عند تحويل الحجم إلى كثافة ، من المعقول استخدام وحدات شائعة الاستخدام ومعقولة نسبيًا. على سبيل المثال ، على الرغم من أنه من الممكن القيام بذلك ، لا أحد يُبلغ عادةً عن الكثافة بالجرام لكل ياردة مكعبة ، أو رطل لكل سنتيمتر مكعب. المزيد من الوحدات القياسية هي جرام لكل سنتيمتر مكعب و جنيه لكل ياردة مكعبة. هذا لأن حجمًا صغيرًا من المادة يزن قليلًا ، لذا سيتم استخدام وحدات وزن صغيرة عند استخدام أحجام أصغر. تتطلب الجماهير الأكبر حجمًا أكبر.

أخيرًا ، يجب استخدام وحدات الكتلة المترية مع الوحدات المترية للحجم ، بدلاً من الوحدات "الإنجليزية" القياسية ، وما إلى ذلك. استخدام اللترات في المكالمات الصوتية للكيلوجرام بدلاً من الجنيهات. من ناحية أخرى ، فإن استخدام كوارتات يستدعي استخدام أوقية ، بدلاً من المليلتر ، في حالة السائل.