جرم حجمی مواد مختلف
جرم مخصوص!
در علوم پایه چگالی را مقدار جرم موجود در واحد حجم ماده می‌دانند. و آن را با علامت اختصاری ρ نشان می‌دهند که از رابطه ρ=m/V به دست می‌آید. در صورتی که در علوم پیشرفته، این تعریف از چگالی صحیح نیست و دقیقا تعریف جرم واحد حجم یا جرم مخصوص یا همان دانسیته میباشد. در علم کل، وزن مخصوص یک ماده به وزن آب هم‌حجم آن را در شرایط استاندارد، چگالی می‌گویند و ان را با S نشان می‌دهند. در رابطهٔ ذکر شده، ρ چگالی ماده، m جرم جسم و V حجم اشغال شده توسط آن ماده‌است. همچنین، بین چگالی و وزن مخصوص باید تفاوت قائل شد. چگالی مقدار جرم موجود در واحد حجم است، ولی وزن مخصوص به معنی وزن واحد حجم ماده‌است. جرم مخصوص یا دانسیته جرم واحد حجم است. جرم مخصوص را با ρ نشان می‌دهند. برای تعریف جرم مخصوص در یک نقطه، حجم کوچکی در اطراف نقطه در نظر گرفته و جرم سیال را داخل آن حجم تقسیم نموده و حد این نسبت را وقتی تغییرات حجم به اپسیلون میل می‌کند می‌گیریم. لازم به ذکر است که اپسیلون در اینجا درست است که واحد بسیار کوچکی است اما از فاصله متوسط مولکول‌های جسم، بزرگ‌تر است. نسبت وزن یک ماده به حجم آن را وزن مخصوص گویند. وزن مخصوص را با گاما (γ) نمایش می‌دهند. فرمول تعیین وزن مخصوص یک ماده چنین است: که در آن γ نشانهٔ وزن مخصوص است، ρ نشانهٔ جرم واحد حجم یا جرم مخصوص یا دانسیته است و g نشانهٔ شتاب جاذبه است. بین وزن مخصوص و چگالی (یا جرم حجمی) باید تفاوت گذاشت. چگالی، نسبت جرم یک ماده به حجم آن است. چگالی مواد در شرایط مختلف تغییر نمی‌کند، حال آن که، مطابق فرمول بالا، وزن مخصوص یک ماده متأثر از شتاب جاذبه است؛ بنا بر این وزن مخصوص یک ماده در سطح زمین و سطح ماه متفاوت خواهد بود.
کیت آموزشی جرم حجمی(چگالی)
این کیتهای آموزشی شامل مواد مختلفی نظیر فولاد ، آلومینیم ، پلی اورتان ، برنج ، آکرلیک و ... در ابعاد و اندازه های مختلف است. در این کیت ۱۵ نوع ماده با جنس متفاوت و قطر ۵/۱ سانتی متر و ارتفاع بین ۴ تا ۷ سانتی متر را مشاهده می کنید.دانش آموزان سعی می کنند این مواد را با توجه به جرم حجمی آنها تشخیص دهند.البته جدول جرم حجمی در اختیار دانش آموزان قرار داده می شود. در این کیت ۶ مکعب با طول ضلع ۲۵ میلی متر و شامل آهن ، آلومینیم ، مس ، برنج ، روی و سرب هستند.دانش آموزان با توجه به جرم حجمی این مواد آنها را تشخیص می دهند. این کیتها در کلاسهای ایران عزیزمان چه کاربردی دارند؟ در درس فیزیک در درس محاسبات ۱ هنرستانها رشته های زیرمجموعه مکانیک و اگر بتوان یک کیت گسترده تری شامل فلزات و غیرفلزات معروف تهیه کرد می توان از آن در کلاس شناخت مواد صنعتی که در رشته های ساخت و تولید و نقشه کشی عمومی و صنایع فلزی تدریس می شود استفاده کرد. شما چه کاربردی برای این کیت پیشنهاد می کنید؟لطفا نظرات خودتان را درج کنید.
اندازه گیری دانسیته
Measurementتعاریف:دانسیته عبارتست از نسبت جرم یک ماده به حجم آن در دمای مشخص و فشار 1 اتمسفر.o دانسیته نسبی:(Relative Density) دانسیته نسبی یا چگالی عبارت است از نسبت جرم واحد حجم ماده مورد نظر در دمای معین به آب خالص در یک دمای مرجع. دمای آب مرجع 4oC در نظر گرفته میشود، دمایی که در آن دانسیته نسبی و دانسیته واقعی آب برابر است و آب دراین شرایط بیشترین دانسیته را دارا ست.(d=0.999972 gr/cc)o دانسیته نسبی یک گاز عبارت است از نسبت جرم حجمی گاز مورد نظر در دمای معین به دانسیته هوا در شرایط استاندارد([1]STP). شرایط STP برای گازها عبارت است از دمای 0oC و فشار 1.00atm فقط در صنایع گاز طبیعی شرایط استاندارد برای گاز را فشار 1atm و دمای 15oC در نظر میگیرند.واحدها ی دانسیته:عمومی ترین واحدهای بیان دانسیته lbm/ft3 lbm/gal gr/Cm3 kg/m3 می باشند.هدف از اندازه گیری دانسیته:درصد ترکیبات سبک و سنگین در یک برش نفتی نسبت مستقیم با دانسیته آن دارد هر چه اجزای سبک تر در یک برش نفتی بیشتر باشند دانسیته آن کمتر است و هر چه اجزای با جرم ملکولی بالاتر بیشتر باشند دانسیته مخلوط بیشتر خواهد بود. لذا با اندازه گیری دانسیته میتوان به حدود ترکیب درصد یک مخلوط نفتی و یا نفت خام پی برد همچنین در مورد گازها هر چه درصد اجزای سبک تر بیشتر باشد دانسیته گاز کمتر است. با توجه به نسبت دانسیته با در صد اجزای سبک تر این اندازه گیری مبنای قیمت گذاری ترکیبات نفتی میباشد.یکی دیگر از کاربردهای اندازه گیری دانسیته استفاده از آن برای تعیین غلظت یک جزء در محلول میباشد برای مثال اندازه گیری غلظت MEG در آب غلظت اسید ها و نیز غلظت برخی نمک ها و بازها در آب با استفاده از تعیین دانسیته آنها صورت میگیرد.گزارش چگالی:دانسیته نسبی یا چگالی مایعات علاوه بر اینکه به صورت Sp.Gr. میتواند گزارش شود در صنایع مختلف به صورت درجه API و درجه Be’ نیز گزارش میشود چگالی با هریک از درجات مذکور به صورت روابط ریاضی ذیل تعریف میشود:Ø درجه API که در صنایع نفت کاربرد دارد و معیاری برای تعیین میزان سبک بودن نفت و قیمت گذاری آن است:API=10 زمانیست که Sp.Gr=1.00 باشد و این مقدار چگالی آب استAPI=100 برای سبک ترین مایع نفتی با Sp.Gr=0.6112 تعریف شده است که بیشترین مقدار درجه API است.مثال : دانسیته یک نمونه میعانات گازی منطقه پارس جنوبی برابر 0.7454 است. چگالی نسبی و درجه API آنرا محاسبه کنید.Ø درجه بومه: (Baume’): درجه بومهBe اولین بار توسط شیمیست فرانسوی بنام آنتونی بومه برای درجه بندی و کالیبراسیون هیدرومتر ها ابداع شد. این درجه بندی برای مایعات سبک تر و سنگین تر از آب با دو رابطه متفاوت بصورت زیر تعریف میشود.o برای مایعات با دانسیته کمتر از یک(سبکتر از آب):o برای ...
آزمایش چگالی
چگالی مواد مختلف با هم تفاوت دارد : آزمایش آزمایش جادویی ساختن هفت طبقه از مایعات مختلف روی هم (ایجاد تغییر جرم حجمی در مایعات): آزمایش آزمایش جالب جابجا شدن الکل و آب: آزمایش آزمایش کشش سطحی آب : آزمایش تغییر چگالی در مواد: آزمایش تفاوت چگالی در آب سرد و گرم : آزمایش
چگالی
مقدمه · آیا تا به حال ، جرم مواد را با هم مقایسه کرده‌اید؟ · آیا تا به حال از خود پرسیده‌اید که شیر سنگینتر است یا آب؟ مردم گاهی می‌گویند سرب سنگیتر از پَر است. اما یک گونی بزرگ پُر از پَر ، سنیگتر از یک ساچمه سربی است. واژه سنگینی سه مفهوم متفاوت دارد. مثلا در عبارت «یک سنگ خیلی سنگین است و نمی‌شود حرکت داد.» ، منظور وزن سنگ است. در چنین مفهومی هیچ جوابی برای پرسش «شیر سنگینتر است یا آب؟» وجود ندارد. سوالات اخیر مربوط به یک ویژگی عام از کلیه مواد میباشد. این ویژگی چگالی یا جرم حجمی نام دارد که از مشخصه‌های فیزیکی مواد به حساب می‌آید که این ویژگی مواد مستقل از ابعاد نمونه میباشد. بنابراین برای بیان دقیق ، باید بگوییم چگالی سرب بیشتر از چگالی پر است و در مورد شیر و آب نیز این امر صادق است. فرض کنید سه حجم یکسان از آهن، چوب و پنبه را در دست گرفته اید. آهن سنگینتر به نظر می‌رسد، چون با اینکه حجم آن با چوب و پنبه یکی است، اما وزن آن بیشتر است. پس چگالی آهن بیشتر است. وقتی دو ماده را روی هم می‌ریزیم یا وقتی یک جامد را روی یک مایع قرار می‌دهیم، ماده ای که چگالی کمتری دارد بالا می‌رود و روی ماده دیگر می‌ایستد. در این حالت می‌گوییم این ماده بر روی ماده دوم شناور شده است. چوب روی آب می‌ماند، چون چگالی کمتری دارد. آهن زیر آب می‌رود، زیرا چگالی آن از آب بیشتر است. وقتی میگوييم چیزی سنگین تر از دیگری است، منظورمان این است که چگالی بیشتر است و زمانی که میگوييم سبکتر است، یعنی چگالی آن کمتر است . گازها چگالی کمی دارند زیر ملکول‌های گاز فاصله زیادی از یکدیگر داشته و بخش عمده‌ای از آنها را فضای خالی اشغال کرده است در مقابل، ملکول‌های مایعات و جامدات بسیار نزدیک به هم هستند، بنابراین چگالی زیادی دارند. چگالی یک ماده به فشار و دما نیز بستگی دارد. چگالی گازها به تغییرات دما و فشار بسیار حساس هستند. دقت کنید، در تعریف چگالی جرم جسم مهم است نه وزن آن. تعريف چگالي چگالی نشانگر این است که جرم ماده تا چه حد متراکم شده است. مثلا ، سرب یک ماده چگال است، زیرا مقدار زیادی از آن در حجم کوچکتر متراکم شده از طرف دیگر چگالی هوا بسیار کم است. چگالی مقدار جرم موجود در واحد حجم ماده است که آنرا با علامت اختصاری ρ نشان می‌دهند که از رابطه ρ=m/V یا D=m/V بدست می‌آید. در این رابطه D یا ρ چگالی ماده ، m جرم جسم و V حجم اشغال شده توسط آن ماده میباشد. در علوم پایه چگالی را مقدار جرم موجود در واحد حجم ماده می‌دانند در صورتی که در علوم پیشرفته، این تعریف از چگالی صحیح نیست و دقیقا تعریف جرم واحد حجم یا جرم مخصوص یا همان ...
قانون پایستگی ماده و انرژی
در جهان اغلب مواد مختلف با هم ترکیب می شوند و مواد جدید را تولید می کنند . یا آنکه ، یک ماده تجزیه می شود و مواد جدیدی را به وجود می آورد . در اثر تغییر دما و فشار نیز ، ویژگی های فیزیکی جسم مانند حجم ، جرم حجمی (چگالی ) ، مقاومت گرمایی و الکتریکی جسم تغییر می کند ، اما اندازه گیری های مختلف نشان داده است که جرم مقدار معینی از ماده در فعل و انفعالات شیمیایی یا برخی تغییرات فیزیکی تغییر نمی کند . البته جرم در فعل و انفعالات هسته ای ثابت نمی ماند و در سرعت های نزدیک به سرعت نور تغییر می کند . منظور از تغییر فیزیکی در این جا فعل و انفعالات هسته ای و سرعت های زیاد نیست . دانشمندان جرم موادی را که با هم ترکیب می شوند ، پیش از ترکیب و پس از ترکیب با دقت زیاد اندازه گرفتند و به این نتیجه رسیدند که مجموع جرم های پیش از ترکیب با مجموع جرم های پس از ترکیب مواد با هم برابر است . آن ها یقین حاصل کردند که در اثر واکنش های شیمیایی ، جرم نابود نمی شود و یا به وجود نمی آید . آن ها این برداشت خود را قانون پایستگی (بقای ) ماده یا قانون پایستگی (بقای ) جرم نامیدند . این قانون بیان می کند که مقدار جرم یک ماده یا مجموعه ی چند ماده که دچار تغییر فیزیکی یا تغییر شیمیایی می شوند ، هیچ تغییری نمی کند . برای مثال اگر 20 گرم یخ ذوب و بعد بخار شود ، جرم آب همان 20 گرم یا جرم بخار همان 20 گرم است . یا اگر قطعه ذغالی به جرم 16 گرم با 32 گرم اکسیژن بسوزد ، از سوختن آن ، 48 گرم گاز ، دود و خاکستر تولید می شود . بنابراین می توان گفت در اثر تغییرات فیزیکی (مانند تغییر حالت ماده ) و تغییر شیمیایی ( ترکیب زغال با اکسیژن هوا ) ماده نه به وجود می آید و نه از بین می رود . یعنی جرم کلی ماده همیشه ثابت است . در قرن هجدهم میلادی که لاوازیه شیمیدان مشهور فرانسوی و دیگران قانون پایستگی جرم را کشف و بیان کردند ، قانون پایستگی انرژی نیز کشف شد و مورد قبول دانشمندان قرار گرفت . بر طبق قانون پایستگی انرژی ، انرژی ها به یکدیگر تبدیل می شوند ولی در اثر این تبدیل ها انرژی نه به وجود می آید و نه نابود می گردد . به عبارت دیگر اگر شکلی از انرژی به وجود آید ، مقدار معادل این انرژی از شکل دیگر انرژی ناپدید می شود . برای مثال اگر در اثر هضم غذا در بدن 100 ژول انرژی شیمیایی ذخیره شده آزاد شود ف جمع انرژی گرمایی و انرژی عضلانی که در بدن پدید می آید ، همان 100 ژول انرژی خواند بود . تا اواخر قرن نوزدهم میلادی ، ماده و انرژی را دو چیز متفاوت می دانستند ولی پس از کشف پدیده ی رادیواکتیو و مطالعات بسیار گسترده ای که در قرن بیستم روی ماده و انرژی صورت گرفت ، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که در شرایط معینی ...
مقاله سازه های چوبی نقشه و پلان ساختمان های ویلائی زیبای چوبی
مقدمه: چوب از عصر حجر با انسان بوده و تا به امروز این رابطه هیچ گاه قطع نشده، شاید کمرنگ شده باشد که آن هم به دلیل وجود موادی مثل فولاد و بتن می باشد. سازه های چوبی به دلیل اینکه چوب خود یک جاندار بوده باعث آرامش بیشتری در انسان می شوند و زندگی در این ساختمان ها از لحاظ روانی برای انسان مناسب تر است. برای ساخت و سازهای چوبی باید جنگلها را از بین برد و درخت ها را برید ولی یک راه برای این مشکل وجود دارد و آن هم اینکه به ازای بریدن هر درخت یک درخت بکاریم. در واقع می توان با ساخت جنگلهای مصنوعی از آلودگی کارخانه های تولید فولاد و بتن نیز جلوگیری کرد. از جنبه معماری می توان گفت که خانه های چوبی باعث زیبایی شهرها می شوند و رنگ و بوی خاصی به آن می دهند و در زندگی و روابط اجتماعی انسان نقش بسزایی دارند. در ساخت و سازهای چوبی نیاز به تخصص های متعدد نیست و این کار درصد خطا را در حین ساخت و ساز کم می کند. مزایای چوب: 1- اجرای آسان 2- سبک بودن 3- برای حمل و نقل نیاز به ماشین آلات سنگین نیست. 4- آلودگی صوتی کمتری ایجاد می کند. 5- آلودگی هوا را کمتر می کند. 6- براحتی می توان آن را با ؟؟؟؟ کرد 7- مصرف انرژی را کاهش می دهد. 8- مقاومت چوب از فولاد و بتن بیشتر است. 9- زغال که در هنگام آتش سوزی روی چوب به وجود می آید به عنوان عایق حرارتی عمل می کند. 10- چوب درخت در روز O2 و در شب مقدار کمی CO2 تولید می کند. موارد مصرف چوب: در واقع چوب از بهترین مصالح قابل استفاده در ساختمان می باشد و در موارد زیر مصرف دارد: 1- ساختمان های صددرصد چوبی در مناطق جنگلی سرد که پی آن به صورت سرگوه در زمین کوبیده می شود و روی آن تنه بزرگ میخ یا اسکوپ شده؛ کف و دیوارها با چوب دو بر تراش در هم کام و زبانه می شود، درب و پنجره ها به طریق اتصال میخ چوبی جاگذاری شده شیب پشت بام نسبت به عوامل جوّی، شیبدار انتخاب و روی آن پلاکها و تخته های چوبی روی هم سوار شده است، اجرا می گردند. 2- در و پنجره و کمد و قرنیز پای دیوار و پوشش سقف، در اغلب ساختمان های ارزان محلی، به صورت استفاده مستقیم از چوب با استفاده از سه لایی و لانه زنبوری فشاری و خرده چوب چسبی، قیر، نئوپان و غیره که هر روز به تعداد آنها اضافه می گردد، ساخته می شوند. 3- به صورت اسکلتها سبک موقت یا دائمی که ستونها و تیرهای اصلی و خرپا و تیرچه ها و زیر ستونها از چوبهای سخت عمل آورده (مواد غذایی توسط بخار از آوندها بیرون کشیده و سموم و مواد چربی برای آب بندی و کشیدن نم و مواد نسوز برای سوختن آن تا درجات 200-150 و کشیدن رویه روغنی و جذبی و ...) دیده می شوند. 4- در صندوقچه سازی ها که مصرف تجاری و حمل و نقل صنعتی دارند، اغلب چوبهای سخت و کار شده استعمال ...