الأدوات المستخدمة لقياس الكثافة

الكثافة هي أحد المصطلحات الأساسية المستخدمة في العديد من العلوم الطبيعية ، وهي خاصية مادية تُعرّف على أنها كتلة جسم مقسومة على حجمه. هذا يعني أنه لقياس الكثافة ، تحتاج عادةً إلى قياس كتلة الجسم وحجمه بشكل منفصل ، ثم حساب كثافته بقسمة الكتلة على الحجم. لقياس الكتلة والحجم ، تحتاج إلى استخدام عدة أدوات معملية أساسية.

الكتلة هي واحدة من أكثر القياسات التي يسهل الحصول عليها. استخدم ميزانًا أو ميزانًا إلكترونيًا لتحديد وزن الجسم أو كتلته. عادة ما يتم تمثيل هذا القياس بالأوقية أو الجرام للغة الإنجليزية والأنظمة المترية على التوالي. عند قياس كتلة سائل ما ، قم أولاً بوزن الحاوية ثم قم بتقطيع الميزان قبل إضافة السائل.

الطريقة الأكثر دقة لتحديد حجم الجسم ، خاصةً في حالة وجود جسم غير منتظم الشكل ، هي غمره في الماء وقياس كمية الماء التي يزيحها. تعتبر الأسطوانة المتدرجة الكبيرة بما يكفي لحمل كل من الجسم والمياه الكافية لغمرها بالكامل أفضل أداة لهذه المهمة. يمكن للأسطوانة المتدرجة أن تخبرك أيضًا بحجم السائل ببساطة عن طريق سكبه في أسطوانة فارغة. لا تستخدم دورقًا لتحديد الحجم ، لأن المقياس المطبوع على جانب الدورق قد يكون أقل دقة من المقياس الموجود على أسطوانة مدرجة ، وهي مصممة خصيصًا للقياس.

بمجرد قياس كتلة الجسم وحجمه ، يمكنك إيجاد الكثافة بحساب بسيط. اقسم الكتلة على الحجم لتحصل على الكثافة. على سبيل المثال ، تقيس كمية من الماء النقي في أسطوانة مدرجة وترى أنها تصل إلى 11.5 مل. تضع صحنًا بلاستيكيًا للوزن على ميزان وتجد كتلته 3.2 جرام. عند إضافة الماء يصل المجموع إلى 14.7 جرام. اطرح كتلة الطبق من الإجمالي لتحصل على كتلة الماء وحدها:

قسّم 11.5 جرام على 11.5 مل لتحصل على الكثافة ، 1.0 جرام لكل مل.

يصعب قياس الكثافة بشكل مباشر ودقيق ، لأنها تعتمد على خاصيتين منفصلتين ، الكتلة والحجم. ومع ذلك ، فإن الكثافة تلعب دورًا مع السوائل والطفو ، حيث أن الجسم الأكثر كثافة سيغرق دائمًا في سائل أقل كثافة ، ويطفو على سائل ذي كثافة أكبر. مقياس كثافة السوائل هو جهاز خاص يستخدم لتحديد كثافة السوائل. بدلاً من قياس الحجم في أسطوانة مدرجة ثم الحاجة إلى وزن السائل لتحديد كتلته (و ، من بالطبع ، بطرح وزن الحاوية الخاصة به) ، سوف يطفو مقياس كثافة السوائل على مستوى مختلف داخل السائل بناءً على كثافة. تستخدم أجهزة قياس كثافة السوائل المختلفة مقاييس مختلفة لقياس الكثافة ، لذا اتبع جميع التعليمات وقم بالقياس بعناية.

الآن بعد أن حددت الكثافة ، ماذا يمكنك أن تفعل بها؟ إنها خاصية جوهرية لمادة ما ، مما يعني أن أي كمية من الرصاص النقي لها نفس الكثافة ، سواء كان لديك طن أو عدد قليل من الجزيئات ؛ وينطبق الشيء نفسه على أي مادة نقية. العديد من المواد لها قيمة معروفة للكثافة يمكن أن تكون بمثابة "بصمة" ، مما يسمح لك بتحديد مادة غير معروفة من خلال إيجاد كثافتها. سيخبرك أيضًا ما إذا كان الكائن مصنوعًا من مادة نقية أو إذا كان خليطًا. قصة مشهورة تنسب الفضل إلى الفيلسوف اليوناني أرخميدس ، الذي اكتشف أن تاج الملك لم يكن من الذهب الخالص ؛ حسب كثافة التاج ووجد أنه أقل من كثافة الذهب.