وحدة قياس الكثافة

الكثافة

تُعد الكثافة خاصية فيزيائية لكل مادة، فالكثافة مقياسًا لمدى تماسك جزيئات المادة مع بعضها البعض، والتي كلما اقتربت من بعضها كانت مؤشرًا لزيادة الكثافة^[١]، ومن جهة أخرى تُعرَّف الكثافة بأنّها النسبة بين الكتلة والحجم أو الكتلة لكل وحدة حجم، فهي مقياس لمقدار الأشياء الموجودة في جسم ما في وحدة الحجم، ومن الجدير ذكره أنّ الفضل في اكتشاف مبدأ أرخميدس^[٢]، ولا بدّ من الإشارة هنا إلى أنّ الكثافة تُعد خاصية غير مقدارية بمعنى أنّ كثافة المادة النقية تكون ثابتة دائمًا بغض النظر عن مقدارها؛ فمثلًا إنّ كثافة الذهب الخالص تساوي 19.3 جم / مل، أيّ أنّه في حال وجود 0.5 جرام أو 200.5 جرام من الذهب الخالص؛ فإنّ الكثافة عند الاختبار ستبقى دائمًا 19.3 جم / مل^[٣]، ومن جهة أخرى فإنّ الكثافة كغيرها من الخصائص التي تتأثر بعوامل معينة؛ حيث تتأثر بكل من درجة الحرارة والضغط^[١]، فما وحدة قياس الكثافة؟

قانون الكثافة

تُعد الكثافة أحد المفاهيم الرئيسة في علم الفيزياء والهندسة، كما أنّها واحدة من أهم الخصائص التي تُميز المادة، ولا بدّ من الإشارة هنا إلى أنّ الكثافة لا ترتبط بشكل أساسي بكتلة الجسم لوحدها، بل تعد أيضًا خاصية رئيسة يمكن استخدامها لتحديد إمكانية طفو الأشياء عند وضعها على سطح الموائع، وبعد معرفة أنّ الكثافة هي كتلة المادة لكل وحدة حجم؛ فيُمكن الإشارة إلى قانون الكثافة من هذا التعريف كما يأتي^[٤]:

الكثافة= الكتلة / الحجم

وبالرموز

ρ = M / V

• ρ: يمثل كثافة المادة، وهو حرف يوناني يسمى ب"رو".
• M: يمثل كتلة المادة، وهو اختصار لكلمة mass باللغة الإنجليزية.
• V: يمثل حجم المادة، وهو اختصار لكلمة volume باللغة الإنجليزية.

ومن الجدير ذكره أنّ الكثافة مهمة في معرفة كتلة الجسم من حجمها أو العكس؛ فالكتلة تساوي الحجم مضروبًا في الكثافة، بينما الحجم يساوي الكتلة مقسومة على الكثافة، كما يُمكن معرفة وزن الجسم الذي يكون علميًا أكثر أهمية من كتلته، وذلك بواسطة ضرب الكتلة في تسارع الجاذبية^[٥].

وحدة قياس الكثافة

وفقًا لتعريف الكثافة فدائمًا ما يتم استخدام كل من كتلة المادة وحجمها لحساب الكثافة، وبالتالي يتم معرفة وحدات الكثافة التي يُمكن اعتمادها عن طريق الوحدات الأساسية للكتلة والطول، فكثافة المادة هي النسبة بين كتلة العينة إلى حجمها، ومن الجدير ذكره أنّ وحدة قياس الكثافة وفقًا لنظام الوحدات الدولي هي كيلوغرام لكل متر مكعب (kg/m3)، ومع أنّ هذه الوحدة معتمدة في النظام الدولي إلا أنّه في كثير من الحالات تكون هذه الوحدة غير ملائمة، ففي معظم الحالات يُمكن اعتماد الوحدة جرام لكل سنتيمتر مكعب (جم/سم3)؛ وذلك عند حساب كثافة بعض المواد الصلبة والسائلة، كما يُمكن اعتماد الوحدة جرام لكل لتر (جم/لتر) عند حساب كثافة الغازات، وعلى الرغم من وجود بعض الاستثناءات، إلا أنّ العديد من السوائل والمواد الصلبة لها كثافة تتراوح من حوالي 0.7 جم/سم3 أيّ ككثافة البنزين، إلى 19 جم/سم3 أيّ ككثافة الذهب، أمّا كثافة الهواء تُقدّر بحوالي 1.2 جم / لتر^[٦].

المراجع[+]

1. ^ ^{أ ب} "Pressure and Density of the Atmosphere", www.ck12.org, Retrieved 2020-08-21. Edited.
2. ↑ "An Introduction to Density: Definition and Calculation", www.thoughtco.com, Retrieved 31-08-2020. Edited.
3. ↑ "Physical Property of Matter: Definition & Examples", study.com, Retrieved 2020-08-21. Edited.
4. ↑ "Importance of Density", sciencing.com, Retrieved 2020-08-21. Edited.
5. ↑ "Density", www.britannica.com, Retrieved 2020-08-21. Edited.
6. ↑ "1.6: The Units of Measurement", chem.libretexts.org, Retrieved 2020-08-21. Edited.