घनत्व निर्धारित करने के तरीके

घनत्व एक सामग्री के द्रव्यमान प्रति इकाई आयतन का माप है, जिसका उपयोग विज्ञान, इंजीनियरिंग और उद्योग के कई पहलुओं में किया जाता है। किसी वस्तु के द्रव्यमान को उसके आयतन से विभाजित करके घनत्व की गणना की जा सकती है। चूंकि विभिन्न सामग्रियों में अलग-अलग घनत्व होते हैं, इसलिए किसी वस्तु के घनत्व को मापने से यह निर्धारित करने में मदद मिल सकती है कि इसमें कौन सी सामग्री है। किसी धातु के नमूने का घनत्व ज्ञात करने से उसकी शुद्धता का निर्धारण करने में सहायता मिल सकती है।

तरल पदार्थ और नियमित रूप से आकार के ठोस पदार्थों को मापते समय, द्रव्यमान और मात्रा को प्रत्यक्ष माप द्वारा खोजा जा सकता है और इन दो मापों का उपयोग घनत्व निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। पैन बैलेंस का उपयोग करके, किसी वस्तु के द्रव्यमान को ग्राम में निर्धारित करें और रिकॉर्ड करें। वर्नियर कैलीपर या रूलर का उपयोग करके वस्तु की लंबाई, गहराई और चौड़ाई सेंटीमीटर में मापें। घन सेंटीमीटर में आयतन ज्ञात करने के लिए इन तीन मापों को गुणा करें। वस्तु के द्रव्यमान को उसके घनत्व को निर्धारित करने के लिए उसके आयतन से विभाजित करें। घनत्व ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर या ग्राम प्रति मिलीलीटर में व्यक्त किया जाता है।

उदाहरण के लिए, नीचे दिया गया वीडियो देखें:

अनियमित सतहों वाले ठोसों के घनत्व की गणना करने के लिए, आयतन किसी अन्य विधि द्वारा निर्धारित किया जाना चाहिए। सतह क्षेत्र को सीधे मापने के बजाय, वस्तु का आयतन ज्ञात करने के लिए एक अंशांकित सिलेंडर का उपयोग करें। एक ज्ञात स्तर तक पहुंचने तक स्नातक किए गए सिलेंडर में पानी डालें। इस स्तर को सिलेंडर की सतह पर चिह्नों द्वारा मापा जा सकता है, जो मिलीलीटर में पानी की मात्रा प्रदर्शित करते हैं। वस्तु को पानी में जोड़ें और नया जल स्तर रिकॉर्ड करें। नए जल स्तर और मूल स्तर के बीच का अंतर वस्तु का आयतन होगा। यह माप मिलीलीटर में लिया जाता है, जो घन सेंटीमीटर के साथ विनिमेय होते हैं। एक बार वॉल्यूम निर्धारित हो जाने के बाद, ऊपर के समान समीकरण लागू करें।

आर्किमिडीज के सिद्धांत में कहा गया है कि किसी दिए गए तरल पदार्थ में किसी पिंड का विसर्जन उस पर ऊपर की ओर कार्य करने वाला एक उत्प्लावन बल उत्पन्न करेगा। यह बल विस्थापित द्रव के भार के बराबर होगा। अज्ञात घनत्व की वस्तु या तो तैरती है या किसी दिए गए द्रव के भीतर डूब जाती है, जो वस्तु के सापेक्ष उस द्रव के घनत्व पर निर्भर करती है। मोटे तौर पर यह निर्धारित करने के लिए कि कोई वस्तु कितनी घनी है, उसे ज्ञात घनत्व के विभिन्न तरल पदार्थों में रखें और परिणाम देखें। यदि यह डूबता है, तो यह द्रव से अधिक घना होता है। यदि यह तैरता है, तो यह कम घना होता है।