घनत्व का एक परिचय: परिभाषा और गणना

एक सामग्री है घनत्व प्रति इकाई आयतन के रूप में इसका द्रव्यमान परिभाषित किया गया है एक और तरीका रखो, घनत्व द्रव्यमान और मात्रा या द्रव्यमान प्रति इकाई मात्रा के बीच का अनुपात है। यह एक इकाई मात्रा (क्यूबिक मीटर या क्यूबिक सेंटीमीटर) में किसी वस्तु के कितने "सामान" का माप है। घनत्व अनिवार्य रूप से एक माप है कि कैसे कसकर पदार्थ एक साथ crammed है। घनत्व का सिद्धांत ग्रीक वैज्ञानिक द्वारा खोजा गया था आर्किमिडीज, और यदि आप सूत्र जानते हैं और इसकी संबंधित इकाइयों को समझते हैं तो गणना करना आसान है।

घनत्व की गणना करने के लिए (आमतौर पर इसका प्रतिनिधित्व किया जाता है ग्रीक अक्षर "ρएक वस्तु का "", द्रव्यमान ले लो (म) और मात्रा से विभाजित (v):

ρ = म / v

SI इकाई घनत्व किलोग्राम प्रति घन मीटर (किलो / मी) है³). यह भी अक्सर में प्रतिनिधित्व किया है cgs यूनिट ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर (जी / सेमी)³).

घनत्व के अध्ययन में, यह काम करने में मददगार हो सकता है नमूना समस्या घनत्व के लिए सूत्र का उपयोग करना, जैसा कि पिछले अनुभाग में बताया गया है। स्मरण करो कि यद्यपि घनत्व वास्तव में द्रव्यमान से विभाजित है, इसे अक्सर ग्राम प्रति क्यूबिक की इकाइयों में मापा जाता है सेंटीमीटर क्योंकि ग्राम एक मानक वजन का प्रतिनिधित्व करते हैं, जबकि घन सेंटीमीटर की मात्रा का प्रतिनिधित्व करते हैं वस्तु।

इस समस्या के लिए, 10.0 सेमी x 10.0 सेमी x 2.0 सेमी मापने वाले नमक की एक ईंट लें, जिसका वजन 433 ग्राम है। घनत्व को खोजने के लिए, सूत्र का उपयोग करें, जो आपको प्रति इकाई मात्रा में द्रव्यमान की मात्रा निर्धारित करने में मदद करता है, या:

ρ = एम / वी

इस उदाहरण में, आपके पास ऑब्जेक्ट के आयाम हैं, इसलिए आपको करना होगा मात्रा की गणना करें. वॉल्यूम के लिए सूत्र ऑब्जेक्ट के आकार पर निर्भर करता है, लेकिन यह एक बॉक्स के लिए एक सरल गणना है:

v = लंबाई x चौड़ाई x मोटाई
v = 10.0 सेमी x 10.0 सेमी x 2.0 सेमी
v = 200.0 सेमी³

अब आपके पास द्रव्यमान और आयतन है, घनत्व की गणना करें, निम्नलिखित नुसार:

ρ = एम / वी
ρ = 433 ग्राम / 200.0 सेमी³
ρ = 2.165 ग्राम / सेमी³

इस प्रकार, नमक ईंट का घनत्व 2.165 ग्राम / सेमी है³.

घनत्व के सबसे आम उपयोगों में से एक यह है कि कैसे विभिन्न सामग्रियों को एक साथ मिश्रित करने पर बातचीत होती है। लकड़ी पानी में तैरती है क्योंकि इसमें घनत्व कम होता है, जबकि लंगर डूबता है क्योंकि धातु में घनत्व अधिक होता है। हीलियम के गुब्बारे तैरते हैं क्योंकि हीलियम का घनत्व हवा के घनत्व से कम है।

जब आपका ऑटोमोटिव सर्विस स्टेशन विभिन्न तरल पदार्थों का परीक्षण करता है, तो ट्रांसमिशन तरल पदार्थ की तरह, यह कुछ द्रव को एक हाइड्रोमीटर में डाल देगा। हाइड्रोमीटर में कई कैलिब्रेटेड ऑब्जेक्ट होते हैं, जिनमें से कुछ तरल में तैरते हैं। यह देखने से कि कौन सी वस्तु तैरती है, सर्विस स्टेशन के कर्मचारी तरल का घनत्व निर्धारित कर सकते हैं। ट्रांसमिशन द्रव के मामले में, यह परीक्षण बताता है कि क्या सर्विस स्टेशन के कर्मचारियों को इसे तुरंत बदलने की आवश्यकता है, या क्या तरल पदार्थ अभी भी इसमें कुछ जीवन है।

घनत्व आपको द्रव्यमान और वॉल्यूम के लिए हल करने की अनुमति देता है यदि अन्य मात्रा दी जाती है। के बाद से आम पदार्थों का घनत्व जाना जाता है, इस गणना के रूप में काफी सीधा है। (ध्यान दें कि तारांकन चिह्न - * - का प्रयोग आयतन और घनत्व के चर के साथ भ्रम से बचने के लिए किया जाता है, ρ तथा v, क्रमशः।)

v * ρ = मया
म / ρ = v

घनत्व में परिवर्तन कुछ स्थितियों के विश्लेषण में भी उपयोगी हो सकता है, जैसे कि जब भी रासायनिक रूपांतरण हो रहा है और ऊर्जा जारी हो रही है। एक भंडारण बैटरी में चार्ज, उदाहरण के लिए, ए अम्लीय समाधान. जैसा कि बैटरी बिजली का निर्वहन करती है, एसिड बैटरी में सीसा के साथ मिलकर एक नया रसायन बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप घोल का घनत्व कम हो जाता है। शेष घनत्व के बैटरी स्तर को निर्धारित करने के लिए इस घनत्व को मापा जा सकता है।

घनत्व विश्लेषण में एक महत्वपूर्ण अवधारणा है कि द्रव यांत्रिकी, मौसम, भूविज्ञान, भौतिक विज्ञान, इंजीनियरिंग और भौतिक विज्ञान के अन्य क्षेत्रों में सामग्री कैसे बातचीत करती है।

घनत्व से संबंधित एक अवधारणा है विशिष्ट गुरुत्व (या, और भी अधिक उपयुक्त, आपेक्षिक घनत्व) किसी सामग्री का, जो सामग्री के घनत्व के अनुपात का है पानी का घनत्व. एक कम से कम एक विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण के साथ एक वस्तु पानी में तैरने लगेगी, जबकि एक विशिष्ट गुरुत्व एक से अधिक का मतलब यह डूब जाएगा। यह इस सिद्धांत को अनुमति देता है, उदाहरण के लिए, शेष हवा के संबंध में तैरने के लिए गर्म हवा से भरा एक गुब्बारा।