द्रव्यमान, घनत्व और आयतन के बीच संबंध
घनत्वकिसी वस्तु या पदार्थ के द्रव्यमान और आयतन के अनुपात का वर्णन करता है।द्रव्यमानजब कोई बल उस पर कार्य करता है तो सामग्री के प्रतिरोध को तेज करने के लिए मापता है। न्यूटन के गति के दूसरे नियम के अनुसार (एफ = मा), किसी वस्तु पर कार्य करने वाला शुद्ध बल उसके द्रव्यमान त्वरण के गुणनफल के बराबर होता है।
द्रव्यमान की यह औपचारिक परिभाषा आपको इसे ऊर्जा, संवेग, अभिकेन्द्र बल और गुरुत्वाकर्षण बल की गणना जैसे अन्य संदर्भों में रखने देती है। चूंकि पृथ्वी की सतह पर गुरुत्वाकर्षण लगभग समान है, वजन द्रव्यमान का एक अच्छा संकेतक बन जाता है। मापी गई सामग्री की मात्रा बढ़ने और घटने से पदार्थ का द्रव्यमान बढ़ता और घटता है।
टिप्स
किसी वस्तु का घनत्व किसी वस्तु के द्रव्यमान और आयतन का अनुपात होता है। द्रव्यमान यह है कि जब उस पर बल लगाया जाता है तो वह त्वरण का कितना प्रतिरोध करता है और आम तौर पर इसका मतलब है कि कोई वस्तु या पदार्थ कितना है। आयतन बताता है कि कोई वस्तु कितनी जगह लेती है। इन मात्राओं का उपयोग गैसों, ठोस और तरल पदार्थों के दबाव, तापमान और अन्य विशेषताओं को निर्धारित करने में किया जा सकता है।
द्रव्यमान, घनत्व और आयतन के बीच एक स्पष्ट संबंध है। द्रव्यमान और आयतन के विपरीत, मापी गई सामग्री की मात्रा बढ़ाने से घनत्व में वृद्धि या कमी नहीं होती है। दूसरे शब्दों में, मीठे पानी की मात्रा 10 ग्राम से बढ़ाकर 100 ग्राम करने से भी आयतन बदल जाएगा 10 मिलीलीटर से 100 मिलीलीटर तक लेकिन घनत्व 1 ग्राम प्रति मिलीलीटर (100 ग्राम 100 एमएल = 1 जी / एमएल)।
यह कई पदार्थों की पहचान करने में घनत्व को एक उपयोगी गुण बनाता है। हालांकि, चूंकि तापमान और दबाव में परिवर्तन के साथ मात्रा में विचलन होता है, तापमान और दबाव के साथ घनत्व भी बदल सकता है।
मापने की मात्रा
किसी दिए गए द्रव्यमान के लिए औरमात्रा,किसी वस्तु या पदार्थ का कोई पदार्थ कितना भौतिक स्थान लेता है, घनत्व किसी दिए गए तापमान और दबाव पर स्थिर रहता है। इस रिश्ते के लिए समीकरण है
\rho = \frac{m}{वी}
जिसमेंρ(rho) घनत्व है,मद्रव्यमान है औरवीआयतन है, जिससे घनत्व इकाई kg/m. हो जाती है3. घनत्व का पारस्परिक (1/ρ) के रूप में जाना जाता हैविशिष्ट आयतन, एम. में मापा गया3 /kg.
आयतन बताता है कि कोई पदार्थ कितनी जगह घेरता है और लीटर (एसआई) या गैलन (अंग्रेज़ी) में दिया जाता है। किसी पदार्थ का आयतन इस बात से निर्धारित होता है कि कितनी सामग्री मौजूद है और सामग्री के कण कितनी बारीकी से एक साथ पैक किए गए हैं।
नतीजतन, तापमान और दबाव किसी पदार्थ की मात्रा, विशेष रूप से गैसों को बहुत प्रभावित कर सकते हैं। द्रव्यमान के साथ, सामग्री की मात्रा बढ़ने और घटने से भी पदार्थ का आयतन बढ़ता और घटता है।
दबाव, आयतन और तापमान के बीच संबंध
गैसों के लिए, आयतन हमेशा उस कंटेनर के बराबर होता है जिसमें गैस अंदर होती है। इसका मतलब है कि, गैसों के लिए, आप आदर्श गैस कानून का उपयोग करके आयतन को तापमान, दबाव और घनत्व से जोड़ सकते हैं
पीवी = एनआरटी
जिसमेंपीएटीएम (वायुमंडलीय इकाइयों) में दबाव है,वीm. में आयतन है3 (मीटर क्यूबेड),नहींगैस के मोलों की संख्या है,आरसार्वत्रिक गैस नियतांक है (आर= ८.३१४ जे/(मोल एक्स के)) औरटीकेल्विन में गैस का तापमान है।
•••सैयद हुसैन अथेरे
तीन और नियम आयतन, दबाव और तापमान के बीच संबंधों का वर्णन करते हैं क्योंकि जब वे अन्य सभी मात्राओं को स्थिर रखते हैं तो वे बदलते हैं। समीकरणों को क्रमशः बॉयल का नियम, गे-लुसाक का नियम और चार्ल्स का नियम कहा जाता है।
प्रत्येक नियम में, बाएं हाथ के चर प्रारंभिक बिंदु पर मात्रा, दबाव और तापमान का वर्णन करते हैं जबकि दाएं हाथ के चर बाद के समय बिंदु पर उनका वर्णन करते हैं। बॉयल के नियम के लिए तापमान स्थिर है, गे-लुसाक के नियम के लिए आयतन स्थिर है और चार्ल्स के नियम के लिए दबाव स्थिर है।
ये तीन कानून आदर्श गैस कानून के समान सिद्धांतों का पालन करते हैं, लेकिन तापमान, दबाव, या स्थिर मात्रा के संदर्भ में परिवर्तनों का वर्णन करते हैं।
मास का अर्थ
हालांकि लोग आम तौर पर द्रव्यमान का उपयोग यह बताने के लिए करते हैं कि कोई पदार्थ कितना मौजूद है या कोई पदार्थ कितना भारी है, विभिन्न तरीकों से लोग विभिन्न वैज्ञानिक घटनाओं के द्रव्यमान का उल्लेख करते हैं, जिसका अर्थ है कि द्रव्यमान को एक अधिक एकीकृत परिभाषा की आवश्यकता होती है, जिसमें इसके सभी शामिल हों उपयोग करता है।
वैज्ञानिक आमतौर पर उप-परमाणु कणों के बारे में बात करते हैं, जैसे कि इलेक्ट्रॉन, बोसॉन या फोटॉन, जिसमें बहुत कम मात्रा में द्रव्यमान होता है। लेकिन इन कणों का द्रव्यमान वास्तव में केवल ऊर्जा है। जबकि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का द्रव्यमान ग्लून्स में जमा होता है (वह सामग्री जो प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को एक साथ रखती है), एक इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान बहुत अधिक नगण्य होता है क्योंकि इलेक्ट्रॉन प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की तुलना में लगभग 2,000 गुना हल्का होता है।
ग्लून्स मजबूत परमाणु शक्ति के लिए जिम्मेदार हैं, जो ब्रह्मांड के चार मूलभूत बलों में से एक है न्यूट्रॉन और प्रोटॉन को बांधे रखने में विद्युत चुम्बकीय बल, गुरुत्वाकर्षण बल और कमजोर परमाणु बल साथ में।
ब्रह्मांड का द्रव्यमान और घनत्व
हालांकि पूरे ब्रह्मांड के आकार का ठीक-ठीक पता नहीं है, लेकिन देखने योग्य ब्रह्मांड, ब्रह्मांड में जिस पदार्थ का वैज्ञानिकों ने अध्ययन किया है, उसका द्रव्यमान लगभग 2 x 10 है।55 जी, लगभग 25 बिलियन आकाशगंगाएँ आकाशगंगा के आकार की हैं। यह 14 अरब प्रकाश वर्ष तक फैला है, जिसमें डार्क मैटर भी शामिल है, वैज्ञानिक पूरी तरह से सुनिश्चित नहीं हैं कि यह किस चीज से बना है और चमकदार पदार्थ, सितारों और आकाशगंगाओं का क्या हिसाब है। ब्रह्मांड का घनत्व लगभग 3 x 10. है-30 जी/सेमी3.
वैज्ञानिक इन अनुमानों के साथ कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड (आदिम चरणों से विद्युत चुम्बकीय विकिरण की कलाकृतियाँ) में परिवर्तन देखकर आते हैं। ब्रह्मांड के), सुपरक्लस्टर (आकाशगंगाओं के समूह) और बिग बैंग न्यूक्लियोसिंथेसिस (शुरुआती चरणों के दौरान गैर-हाइड्रोजन नाभिक का उत्पादन) ब्रम्हांड)।
डार्क मैटर और डार्क एनर्जी
वैज्ञानिक ब्रह्मांड की इन विशेषताओं का अध्ययन उसके भाग्य का निर्धारण करने के लिए करते हैं, चाहे वह विस्तार करना जारी रखे या किसी बिंदु पर अपने आप ढह जाए। जैसे-जैसे ब्रह्मांड का विस्तार जारी है, वैज्ञानिक सोचते थे कि गुरुत्वाकर्षण बल वस्तुओं को विस्तार को धीमा करने के लिए एक दूसरे के बीच एक आकर्षक बल देते हैं।
लेकिन 1998 में, हबल स्पेस टेलीस्कोप ने दूर के सुपरनोवा के अवलोकन से पता चला कि ब्रह्मांड ब्रह्मांड का विस्तार समय के साथ बढ़ा है। हालांकि वैज्ञानिकों ने यह पता नहीं लगाया था कि वास्तव में त्वरण का कारण क्या था, यह विस्तार त्वरण वैज्ञानिकों को यह सिद्ध करने के लिए प्रेरित करता है कि डार्क एनर्जी, इस अज्ञात घटना का नाम, होगा इसके लिए खाता।
ब्रह्मांड में द्रव्यमान के बारे में कई रहस्य बने हुए हैं, और वे ब्रह्मांड के अधिकांश द्रव्यमान के लिए जिम्मेदार हैं। ब्रह्मांड में द्रव्यमान ऊर्जा का लगभग 70% हिस्सा डार्क एनर्जी से और लगभग 25% डार्क मैटर से आता है। साधारण पदार्थ से केवल 5% ही आता है। ब्रह्मांड में विभिन्न प्रकार के द्रव्यमानों के ये विस्तृत चित्र बताते हैं कि विभिन्न वैज्ञानिक संदर्भों में द्रव्यमान कितने भिन्न हो सकते हैं।
उत्प्लावक बल और विशिष्ट गुरुत्व
पानी में किसी वस्तु का गुरुत्वाकर्षण बल औरउत्प्लावक बलजो इसे ऊपर की ओर रखता है यह निर्धारित करता है कि कोई वस्तु तैरती है या डूबती है यदि वस्तु का उत्प्लावन बल या घनत्व तरल से अधिक है, तो वह तैरता है, और यदि नहीं, तो वह डूब जाता है।
स्टील का घनत्व पानी के घनत्व की तुलना में बहुत अधिक होता है, लेकिन उचित रूप से आकार दिया जाता है, घनत्व को हवा के रिक्त स्थान से कम किया जा सकता है, जिससे स्टील के जहाज बन सकते हैं। बर्फ के घनत्व से अधिक पानी का घनत्व यह भी बताता है कि बर्फ पानी में क्यों तैरती है।
विशिष्ट गुरुत्वकिसी पदार्थ का घनत्व संदर्भ पदार्थ के घनत्व से विभाजित होता है। यह संदर्भ या तो गैसों के लिए पानी के बिना हवा या तरल और ठोस के लिए ताजा पानी है।