كيفية حساب كثافة المواد الصلبة

كيفية حساب كثافة المواد الصلبة

بشكل عامّ يمكن حساب كثافة الأجسام من القانون التالي: (ث = ك / ح)، حيث إنّ ث: الكثافة، ك: الكتلة، ح: الحجم، و لحساب الكثافة يجب إيجاد الكتلة والحجم بدايةً، ويتمّ إيجاد الكتلة عن طريق قياس وزن المادة باستخدام ميزان، وبالنسبة للحجم قد يتطلب إيجاده طرقاً مختلفة بالاعتماد على شكل الجسم.^[١]

الجسم الصلب منتظم الشكل

يتمُّ حساب حجم الأشكال المنتظمة مثل المكعب، ومتوازي المستطيلات، والاسطوانة عن طريق قياس أبعادها، والتعويض في قانون حساب حجم كلّ منها.^[١]

الجسم الصلب غير منتظم الشكل

لحساب حجم الأجسام الصلبة غير المنتظمة يتمّ غمرها بسائل في إناء، وحساب حجم الإزاحة على السائل، و إن كان الجسم يطفو فيتمّ إضافة ثقالة ذات حجم معلوم بها، ومن ثمّ طرح حجمها من حجم السائل المزاح.^[٢]

مفهوم الكثافة

للكثافة عدةُ تفسيرات، منها أنّها خاصية للمواد تُستخدم للتعبير عن مقدار تكدّس المادة في حجم معين، ومن القوانين السابقة تظهر علاقة الكثافة بالحجم، والكتلة (الوزن)،^[٣]وتعتمد هذه الخاصية على عدة عوامل من أهمّها درجة الحرارة، حيثُ تؤثر الحرارة على حجم المواد، وتؤدي إلى تمدّدها، الأمر الذي يزيد من حجمها، ومن قانون حساب الكثافة السابق: (الكثافة = الكتلة / الحجم)، يمكن استنتاج العلاقة العكسية بين الحجم الذي كلّما زاد قلت الكثافة.^[٤]

أرخميدس وحساب الكثافة

قام الملك اليوناني هيرون بطلب صنع تاج من الذهب الخالص من أحد الصاغة، وأراد الملك أن يتأكد من أنّ التاج غير مغشوش، حيث إنّه شكّ بأنّ الصائغ قد استخدم بعض الفضة معه، ليبقي بعض الذهب لنفسه، وأوكل لأرخميدس هذه المهمة، بشرط ألّا يقومَ بتخريب التاج، رغم تفكيره ملياً بالمشكلة لم يستطع أرخميدس إيجاد حلّ لها، إلى أن أخذ الإلهام أثناء استحمامه، حيثُ لاحظ أنّه كلّما غمر نفسه ببرميل الاستحمام كلما ارتفع مستوى الماء، وهنا صرخ بجملته الشهيرة: "يوريكا" أو "لقد وجدتها".^[٥]

المراجع

1. ^ ^{أ ب} Nancy Volk, "Determining Density"، MOST, Retrieved 10-12-2018. Edited.
2. ↑ هناء جواد كاظم علي (19-10-2014)، "تجربه رقم 1 : قياس كثافه الاجسام الصلبه والسائله"، كلية هندسة المواد بجامعة بابل، اطّلع عليه بتاريخ 10-12-2018. بتصرّف.
3. ↑ "What is Density?", American Chemical Society - Middle School Chemistry , Retrieved 21-12-2018. Edited.
4. ↑ Stephen Lower (2-8-2018), "Density and its Applications"، Libretexts, Retrieved 10-12-2018. Edited.
5. ↑ "ARCHIMEDES OF SYRACUSE", THE ARCHIMEDES PALIMPSEST, Retrieved 10-12-2018. Edited.