محتويات
نظرة عامة حول الكتلة
تعتبر كل من الكتلة، والحجم من المقاييس الأساسية التي تُستخدم للتعبير عن مقادير المواد المختلفة؛ فالكتلة هي مقدار ما يحتويه الجسم من مادة، أما الحجم فهو مقدار الحيز الذي يشغله المجسّم؛ فمثلاً لكرة البولينج وكرة السلة نفس الحجم تقريباً، ولكنّ لكرة البولينج كتلة أكبر،[١] أما بالنسبة للوحدات؛ فاالكتلة تقاس بوحدة الغرام، أو الكيلو غرام عادة، أما الحجم فيُقاس عادة بوحدتي المتر المكعب، أو اللتر.[٢]
لمزيد من المعلومات حول وحدات قياس الكتلة والحجم يمكنك قراءة المقالات الآتية: وحدة قياس الوزن ، وحدة قياس الحجم.
كتلة لتر الماء
الكثافة تساوي الكتلة/الحجم، وعليه يمكن حساب كتلة الماء عند معرفة حجمه اعتماداً على كثافته عند درجة الحرارة تلك؛ حيث تكون كثافة الماء أكبر ما يمكن عند درجة حرارة 4 درجة سيليسيوس، أو 39.2 فهرنهايت؛ بينما تقل عند ارتفاع درجة الحرارة أو انخفاضها عن ذلك؛ فكثافة الماء تختلف باختلاف درجة الحرارة، وعند درجة الحرارة 4 درجة سيليسيوس تكون كثافة الماء 1 كيلوغرام/لتر؛ أي أنّ كتلة 1 لتر من الماء عند درجة الحرارة هذه تساوي 1 كيلوغرام أو 2.2 باوند تبعاً للنظام الإمبراطوري، كما أنّ كتلة 1 سنتيمتر مكعب، أو 1 مليمتر من الماء تساوي تقريباً 1 غرام،[٣][٤] ويمكن إثبات ذلك على النحو الآتي:[٥]
- كل 1 لتر يساوي 1000 ملي لتر، وكل 1000 ملي لتر يساوي 1000 سنتيمتر مكعب، وبالتالي فإنّ كل 1 ملي لتر = 1سم3.
- كتلة كل 1 ملي متر من الماء تساوي 1 غرام، وبما أن الكيلو غرام الواحد يحتوي على 1000 غرام، واللتر الواحد يحتوي على 1000 مل، أو 1000 سنتيمتر مكعب؛ فهذا يعني أنّ كتلة لتر الماء عند درجة حرارة 4 سيليسيوس يساوي 1 كيلو غرام تماماً، ويجدر بالذكر أن كتلة لتر الماء تكون أكبر ما يمكن عند درجة الحرارة 4 درجة سيليسيوس، وهي تكون أقل من ذلك عند درجات الحرارة التي تقل أو تزيد عنها، ويوضّح الجدول الآتي كتلة الماء لحجوم مختلفة منه عند درجة الحرارة 4 درجة سيليسيوس:[٤]
| حجم الماء | كتلة الماء بوحدة (كغ) |
|---|---|
| ماء بحجم ملعقة الشاي | 0.004929 كغ |
| ماء بحجم ملعقة الطعام | 0.0148 كغ |
| كوب من الماء | 0.2366 كغ |
| 1 باينت | 0.4732 كغ |
| 1 كوارت | 0.9464 كغ |
| 1 جالون | 3.785 كغ |
| 1 ملي لتر | 0.001 كغ |
| 1 لتر | 1.00 كغ |
| 1 إنش مكعب | 0.0164 كغ |
| 1 قدم مكعب | 28.317 كغ |
| 1 يارد مكعب | 764.55 كغ |
| 1 سنتيمتر مكعب | 0.001 كغ |
| 1 متر مكعب | 1000 كغ |
ويوضّح الجدول الآتي قيم كثافة الماء عند درجات الحرارة المختلفة:[٤]
| درجة الحرارة بالوحدتين (سيليسيوس/فهرنهايت) | كثافة الماء بوحدة (كغ/لتر) |
|---|---|
| 0°/32° | 0.99987 |
| 4°/39.2° | 1.00 |
| 10°/50° | 0.99975 |
| 37.8°/100° | 0.99318 |
| 71.1°/160° | 0.97729 |
| 100°/212° | 0.95865 |
حساب كتلة لتر الماء
يمكن حساب كتلة حجم معين للماء عند درجة حرارة معينة عند معرفة الكثافة عند درجة الحرارة تلك، وذلك باستخدام القانون: الكثافة= الكتلة/الحجم؛ فمثلاً عند معرفة أن كثافة الماء هي 1كغ/لتر عند درجة حرارة 4 درجة سيليسيوس، فإن كتلة 10 ملي لتر من الماء عند درجة الحرارة هذه هي: الكثافة = الكتلة/ الحجم، 1كغ/لتر = الكتلة/10 ملي لتر، وبتحويل وحدة الملي لتر إلى اللتر ينتج أن: 10 ملي لتر = 10/1000 = 0.1 لتر، ومنه، كتلة 10 ملي لتر = 1كغ/لتر×0.1 لتر = 0.1 كغ = 10 غرام، ويمكن استخدام هذه الطريقة عند أية درجة حرارة، ولمعرفة كتلة أي حجم من الماء.[٤]
العلاقة بين الحجم والكتلة
يمكن التعبير عن العلاقة بين مفهومي الحجم، والكتلة لجسم، أو مادة ما باستخدام مفهوم الكثافة كما ذُكر سابقاً، والتي تقيس كمية الكتلة الموجودة في حجم معين من المادة؛ فمثلاً تبلغ كثافة الماء 1 كغ/لتر، وهذا يعني أن كل 1 لتر من الماء كتلته تساوي 1 كغ، ويمكن تقريب مفهوم الكثافة والكتلة بشكل عملي، وذلك عن طريق خلط 1 لتر من الماء مع 1 لتر من الزيت في وعاء، ثم ملاحظة أنّ الزيت يطفو فوق الماء، وهذا يدل على أنّ كتلته وكثافته أقل من كتلة الماء وكثافته؛ فكثافة الزيت تساوي 0.91 كغ/لتر، بينما كثافة الماء تساوي 1 كغ/لتر، وهذا يعني أن كتلة لتر الزيت تساوي 0.91 كغ وهي أقل من كتلة لتر الماء والتي تساوي 1 كغ، ولهذا بقي الماء أسفل الوعاء، أما الزيت ذو الكتلة الأقل فطفا أعلى الماء في الوعاء.[٦]
المراجع
- ↑ "What Is the Difference Between Mass and Volume?", www.thoughtco.com, Retrieved 23-6-2020. Edited.
- ↑ "Difference Between Mass and Volume", www.differencebetween.net, Retrieved 23-6-2020. Edited.
- ↑ "Volume Vs. Weight of Water", sciencing.com, Retrieved 23-6-2020. Edited.
- ^ أ ب ت ث "Water Weight Calculator – How Much Does Water Weigh?", www.inchcalculator.com, Retrieved 23-6-2020. Edited.
- ↑ "How Much Does 1 Litre of Water Weigh in Kilograms?", www.reference.com, Retrieved 23-6-2020. Edited.
- ↑ "Learn about the Metric System and Measurements of Volume and Mass", www.smartickmethod.com, Retrieved 23-6-2020. Edited.
