در این مقاله آموزشی از درس فیزیک چگالی (جرم حجمی) همراه با مثال تشریحی مورد بررسی قرار گرفته است. اگر می خواهید چگالی را خوب یاد بگیرید و در رابطه با تبدیل واحد چگالی اطلاعاتی را بدست آورید این مقاله را بخوانید.
اگر در مبحث چگالی یا هر مبحث دیگری از درس فیزیک اشکال دارید از اساتید فیزیک کمک بگیرید. برای مشاهده لیست مدرسین فیزیک بر روی عبارت تدریس خصوصی فیزیک کلیک کنید. مطالعه کنید: دانشمندان بزرگ فیزیک
به نظر شما آهن سنگین تر است یا چوب؟ اگر کمی خوب فکر کنید ، احتمالا می گویید که این پرسش گنگ و مبهم بوده و تا وقتی ندانیم ابعاد جسم اهنی و جسم چوبی چقدر است، نمی توانیم به این پرسش پاسخ دهیم. به عنوان مثال مطمئنا یک قطعه تخته بزرگ چوبی، از یک میخ کوچک آهنی سنگین تر است. شاید اگر می پرسیدیم به نظر شما مولکول های آهن متراکم تر است یا مولکول های چوب، راحت تر فکر می کردید. در اجسام به کمک پارامتری به نام چگالی، به نوعی می توان تراکم مولکول ها را مقایسه کرد. چِگالی (به انگلیسی: Density) یا دانسیته یا جرم حجمی یک ماده، جرم آن به ازای حجم واحد است. چگالی یک ماده با تغییر دما و فشار تغییر می‌کند. این تغییرات معمولاً برای جامدات و مایعات کوچک بوده ولی برای گازها بسیار بزرگ است. افزایش فشار بر روی یک جسم باعث کاهش حجم آن شده و در نتیجه باعث افزایش چگالی می‌شود. افزایش دمای یک ماده باعث افزایش حجم (به جز در چند مورد استثنا) و در نتیجه کاهش چگالی آن می‌شود. در بسیاری از سیالات، گرمایش قسمت پایین ظرف سیال، به دلیل کاهش چگالی قسمت گرم شده، باعث ایجاد جریان همرفتی از پایین به بالا می‌شود. معکوس چگالی یک ماده معمولاً حجم مخصوص خوانده می‌شود و معمولاً در ترمودینامیک کاربرد دارد. چگالی یک خاصیت شدتی است چرا که افزایش مقدار یک ماده باعث افزایش جرم آن می‌شود؛ نه چگالی. به بیان دیگر ،"جرم واحد حجم هر ماده، برابر با چگالی آن ماده است" و می توان نوشت:
تبدیل واحد در سوالات چگالی
معمولا سوالاتی که از مبحث چگالی مطرح می شوند، نیاز به تبدیل واحد دارند. در اکثر این سوالات، تبدیل یکاهای زیر مورد استفاده قرار می گیرند، بنابراین توصیه می شود به موارد زیر توجه کنید:
1- تبدیل لیتر به متر مکعب و برعکس: هر متر مکعب برابر با 1000 لیتر است. این موضوع یعنی: برای تبدیل متر مکعب به لیتر، حجم داده شده را در 1000 ضرب می کنیم. برای تبدیل لیتر به متر مکعب ، حجم داده شده را بر 1000 تقسیم می کنیم.
2- تبدیل سانتی متر مکعب به لیتر و برعکس: می دانیم هر لیتر برابر با 1000 سانتی متر مکعب است، این موضوع یعنی: برای تبدیل لیتر به سانتی متر مکعب ، حجم داده شده را در 1000 ضرب می کنیم. برای تبدیل سانتی متر مکعب به لیتر، حجم داده شده را بر 1000 تقسیم می کنیم. حتما بخوانید: روشهای مختلف حل مسائل فیزیکی
طریقه اندازه گیری چگالی
برای اندازه‌گیری چگالی یک جسم باید هم جرم جسم (m) و هم حجم (V) آن را اندازه‌گیری کنیم. جرم را می‌توانیم با ترازو اندازه‌گیری کنیم. حجم یک جسم جامد را می‌توانیم با راههای گوناگون اندازه بگیریم. مثلا برای بدست آوردن حجم یک مکعب، اندازه یک ضلع آن را به توان 3 می‌رسانیم و یا برای تعیین حجم یک مکعب مستطیل طول، عرض و ارتفاع آن را در هم ضرب می‌کنیم. حجم یک مایع را می‌توانیم با ظرف شفاف مدرجی که واحدهای حجم را نشان می‌دهد، اندازه بگیریم. در آزمایشگاه معمولا برای اندازه گیری حجم مایعات از استوانه مدرج استفاده می‌کنند. در مواردی بوسیله اندازه‌گیری جرم نسبی مواد نسبت به هم از طریق چگالی نسبی مواد نسبت به هم می‌توانیم چگالی تک‌تک مواد را اندازه‌گیری نموده و مشخص نماییم. (منبع: رشد) چگالی مایعات: برای اندازه گیری چگالی مایعات از چگالی سنج استفاده می کنیم.این وسیله دارای محفظه ی شیشه ای است و مقداری جیوه برای سنگین کردن آن، درونش قرار دارد، و یک ساقه که بر روی آن، درجه بندی چگالی موجود است. وقتی چگالی سنج در مایع قرار می گیرد قسمتی از لوله ی آن بیرون از مایع می ایستد چگالی مایع را از روی درجه ای که مقابل سطح مایع و چگالی سنج است می خوانند. چگالی سنج در مایع سبکتر, بیشتر فرو می رود.
