درس هشتم(چگالی)

چگالی:<?xml:namespace prefix = o />

وقتی می گوییم که فولاد سنگین تر از چوب است باید توجه به حجم آن داشته باشیم برای مقایسه سنگینی اجسام باید حجم یکسانی از آنها را در نظر آوریم .جرم یک مکعب از فولاد خیلی بیشتر از جرم همان جسم از چوب است.

بنابر گفته های بالا بطور کلی چگالی یعنی جرم یک ماده در حجم اشغال کرده(معین).یعنی برای بدست آوردن چگالی یک ماده کافی است تا جرم آن را بر حجم اشغال کرده،تقسیم کنیم.چگالی یک ماده جرم یک سانتیمتر مکعب آن ماده است.چگالی را با Ρ(رو)،جرم را با M و حجم را با V نشان می دهند.

واحد های چگالی:

همانطور که گفتیم برای به دست آوردن چگالی باید جرم یک جسم را بر حجم آن تقسیم کنیم. واحد جرم در SI، kg (کیلو گرم) و واحد حجم m^3 (متر مکعب) است.پس می توانیم بگوییم که واحد چگالی در SI، kg/m^3(کیلوگرم بر متر مکعب) یا gr/cm^3 (گرم بر سانتی متر مکعب)است.

چگالی مرکب:

وقتی می خواهیم چگالی مثلا خودکار و امثال اینها را حساب کنیم به مشکل بر می خوریم.چون خودکار از پلاستیک ،جوهر و شیشه ساخته شده است.

در اینجا دو راه داریم:

چگالی= mشیشه + mجوهر + mپلاستیک

Vشیشه vجوهر vپلاستیک

چگالی(Ρ)= mشیشه + mجوهر + mپلاستیک

Vشیشه + v جوهر + vپلاستیک

راه اول غلط است؛ چون ما چگالی چند ماده را جدا حساب کرده و بعد با هم جمع کردیم.ولی ما چگالی تمام اجزای خودکار را با هم می خواهیم.به طوری که بتوان گفت ما چگالی خودکار را حساب کردیم.پس باید از راه دوم استفاده کنیم.یعنی ابتدا جرم تک تک مواد را با هم جمع می کنیم.همین کار را برای حجم مواد انجام می دهیم و بعد بر هم تقسیم می کنیم تا چگالی صحیح خودکار را بدست آوریم.

شناوری وته نشینی:

اگر چگالی جسمی کمتر از آب باشد شناور می شود .اگر چگالیش بیشتر از آب باشد ته نشین می شود ,واگر چگالیش برابر با آب باشد غوطه ور می گردد.

پس شناوری یا ته نشینی اجسام به چگالی آنها بستگی دارد.

دردنیای واقعی چگالی آب به فشار ,گرماو...بستگی دارد .هر چه به عمق دریا می رویم چگالی آب بیشتر می شود.

چگالی مایعات:

برای اندازه گیری چگالی مایعات از چگالی سنج استفاده می کنیم.این وسیله دارای محفظه ی شیشه ای است ومقداری جیوه برای سنگین کردن آن، درونش قرار دارد،ویک 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 وچگالی سنج است می خوانند.چگالی سنج در مایع سبکتر,بیشتر فرو می رود.

چگالی هوا:

یک ترازوی حساس نشان می دهد که یک بطری پراز هوا کمی سنگین تر از همان بطری خالی از هواست.

نمونه سؤال

1. آيا تعريف زير براي ماده ي جامد درست است؟پاسخ خود را توضيح دهيد.

"ماده‌ي جامد، ماده‌اي است كه تغيير حالت نمي دهد."

پاسخ: خير، درست نيست.

زيرا ماه جامد ماده‌اي است كه تغيير شكل نمي دهد؛ نه تغيير حالت. همه مواد جامد بالأخره در يك دمايي تغيير حالت مي دهند، مثلا ذوب مي شوند يا تصعيد مي شوند يا خميري مي شوند.

2. "چگالي فقط به نوع ماده بستگي دارد" يعني چه؟

پاسخ: يعني چگالي يك ماده به مقدار آن بستگي ندارد و با دانستن نوع ماده - مثلاً آهن يا چوب يا آب ... - مي توان چگالي آن را دانست. چگالي 1 گرم آهن، همان چگالي 1 تن آهن است.

3. چگالي اغلب مواد هنگام ذوب شدن كاهش مي يابد. اين پديده را با مدل سازي گوي و فنر (رسم شكل و توضيح) توجيه كنيد.

پاسخ: در هنگام ذوب، رسيدن گرما به مولكول هاي ماده باعـث جنبش بيشتر آن‌ها مي شود. در نتيجه فنر ها شل شده و مــولكول‌هاي ماده فاصله بيشــتري از هم پيـدا مـي‌كنند؛ ولي مولكول ها هماننـد و جــرم آن‌ها تغييـري نمي كند. اين يعنـي، جرم ماده ثابت مي مانـد ولي حجم آن افزايش مي يابد. پس چگالي ماده كم مي شود.

<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

4. شكل هاي زير، وضعيت مولكول ها را در حجم هاي مساوي از دو جامد A و B نشان مي دهد. اگر چگالي مواد A و B با هم برابر باشد؛

a.چگالي هر مولكول A چند برابر هر مولكول B است؟

پاسخ: طبق سؤال 2، چگالي به مقدار ماده بستگي ندارد. پس چگالي هر مولكول A با هر مولكول B برابر است.

b.جرم هر مولكول A چند برابر هر مولكول B است؟

پاسخ: همان طور كه در شكل (2 بعدي) ديده مي شود، حجم هر مولكول A، برابر 4 مولكول B است. چون قرار است چگالي هر مولكول A با هر مولكول B برابر باشد، پس بايد جرم هر مولكول A هم، برابر 4 مولكول B باشد.

5. چرا آدم در دريا راحت تر مي تواند روي آب بماند تا استخر؟

پاسخ:مي دانيم كه اگر چگالي جسمي از چگالي يك مايع كم تر باشد، آن جسم در آن مايع شناور مي شود. در آب دريا، نسبت به آب استخر مقدار قابل توجهي نمك حل شده است. حل شدن نمك در آب باعث بالا رفتن چگالي آب مي شود. بنابراين چگالي بدن انسان از چگالي آب دريا كمتر مي شود و آدم در دريا راحت تر مي تواند روي آب بماند.

6. هنگامي كه يك تخم مرغ را در آب مي اندازيم، به ته آب مي رود. ولي مي توان با حــــل كـردن مقـداري نمـــك در آب، تخــم مـرغ را در آب غوطه ور كرد. علت اين پديده چيست؟

پاسخ: همان‌طور كه در سؤال بالا توضيح داده شد، حل شدن نمك در آب باعث بالا رفتن چگالي آب مي شود. چگالي تخم مرغ از آب شيرين بيشتر است، بنابراين هنگامي كه يك تخم مرغ را در آب مي اندازيم، به ته آب مي رود. ولي مي توان با حل كردن مقداري نمك در آب، چگالي آّب را با چگالي تخم مرغ برابر كرد و تخم مرغ را در آب غوطه‌ور كرد.

درس هشتم(چگالی)

مطالب مشابه :

درس هشتم(چگالی)

چگالي

چگالی

چگالی

کانال هوا