घनत्व कैसे मापा जाता है? किसी पदार्थ का घनत्व कैसे मापा जाता है? विभिन्न सामग्रियों का घनत्व

औद्योगिक उत्पादन की कई शाखाओं के साथ-साथ निर्माण और कृषि में, "सामग्री घनत्व" की अवधारणा का उपयोग किया जाता है। यह एक परिकलित मात्रा है जो किसी पदार्थ के द्रव्यमान और उसके द्वारा व्याप्त आयतन का अनुपात है। इस पैरामीटर को जानने के बाद, उदाहरण के लिए, कंक्रीट के लिए, बिल्डर्स विभिन्न प्रबलित कंक्रीट संरचनाओं को डालते समय आवश्यक मात्रा की गणना कर सकते हैं: बिल्डिंग ब्लॉक, छत, अखंड दीवारें, कॉलम, सुरक्षात्मक सरकोफेगी, स्विमिंग पूल, स्लुइस और अन्य वस्तुएं।

घनत्व का निर्धारण कैसे करें

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि निर्माण सामग्री के घनत्व का निर्धारण करते समय, आप विशेष संदर्भ तालिकाओं का उपयोग कर सकते हैं जो विभिन्न पदार्थों के लिए ये मान देते हैं। गणना के तरीके और एल्गोरिदम भी विकसित किए गए हैं जो संदर्भ सामग्री तक पहुंच न होने पर व्यवहार में ऐसे डेटा प्राप्त करना संभव बनाते हैं।

घनत्व निम्न द्वारा निर्धारित होता है:

• हाइड्रोमीटर डिवाइस के साथ तरल पदार्थ (उदाहरण के लिए, कार बैटरी के इलेक्ट्रोलाइट के मापदंडों को मापने की प्रसिद्ध प्रक्रिया);
• द्रव्यमान और आयतन के ज्ञात प्रारंभिक डेटा के साथ एक सूत्र का उपयोग करके ठोस और तरल पदार्थ।

निस्संदेह, सभी स्वतंत्र गणनाओं में अशुद्धियाँ होंगी, क्योंकि यदि शरीर का आकार अनियमित है तो आयतन को विश्वसनीय रूप से निर्धारित करना मुश्किल है।

घनत्व माप में त्रुटियाँ

• त्रुटि व्यवस्थित है. यह एक ही पैरामीटर के कई मापों की प्रक्रिया में एक निश्चित कानून के अनुसार लगातार प्रकट होता है या बदल सकता है। उपकरण पैमाने की त्रुटि, उपकरण की कम संवेदनशीलता या गणना सूत्रों की सटीकता की डिग्री के साथ जुड़ा हुआ है। इसलिए, उदाहरण के लिए, वज़न का उपयोग करके शरीर के द्रव्यमान का निर्धारण करके और उत्प्लावन बल के प्रभाव को अनदेखा करके, डेटा अनुमानित प्राप्त किया जाता है।
• त्रुटि यादृच्छिक है. यह आने वाले कारणों से होता है और निर्धारित किए जा रहे डेटा की विश्वसनीयता पर इसका अलग प्रभाव पड़ता है। परिवेश के तापमान, वायुमंडलीय दबाव, कमरे के कंपन, अदृश्य विकिरण और वायु कंपन में परिवर्तन सभी माप में परिलक्षित होते हैं। ऐसे प्रभाव से पूरी तरह बचना असंभव है।

• मानों को पूर्णांकित करने में त्रुटि. सूत्र गणना में मध्यवर्ती डेटा प्राप्त करते समय, संख्याओं में अक्सर दशमलव बिंदु के बाद कई महत्वपूर्ण अंक होते हैं। इन वर्णों की संख्या को सीमित करने की आवश्यकता एक त्रुटि की उपस्थिति को दर्शाती है। मध्यवर्ती गणनाओं में अंतिम परिणाम की आवश्यकता से अधिक परिमाण के कई क्रम छोड़कर इस अशुद्धि को आंशिक रूप से कम किया जा सकता है।
• गलत गणनाओं, माप सीमाओं या संपूर्ण डिवाइस को गलत तरीके से शामिल करने और नियंत्रण रिकॉर्ड की अस्पष्टता के कारण लापरवाही संबंधी त्रुटियां (चूक) उत्पन्न होती हैं। इस तरह से प्राप्त डेटा समान रूप से निष्पादित गणनाओं से काफी भिन्न हो सकता है। इसलिए इन्हें हटाकर दोबारा काम कराया जाए।

सच्चा घनत्व मापन

किसी निर्माण सामग्री के घनत्व पर विचार करते समय, आपको उसके वास्तविक मूल्य को ध्यान में रखना होगा। अर्थात्, जब एक इकाई आयतन के पदार्थ की संरचना में कोश, रिक्त स्थान और विदेशी समावेशन नहीं होते हैं। व्यवहार में, जब, उदाहरण के लिए, कंक्रीट को एक सांचे में डाला जाता है, तो कोई पूर्ण एकरूपता नहीं होती है। इसकी वास्तविक ताकत निर्धारित करने के लिए, जो सीधे सामग्री के घनत्व पर निर्भर करती है, निम्नलिखित ऑपरेशन किए जाते हैं:

• संरचना को पाउडर अवस्था में कुचल दिया जाता है। इस स्तर पर, छिद्र हटा दिए जाते हैं।
• 100 डिग्री से ऊपर के तापमान पर सुखाएं, और नमूने से बची हुई नमी हटा दें।
• कमरे के तापमान तक ठंडा करें और 0.20 x 0.20 मिमी की जाली आकार वाली एक महीन छलनी से छान लें, जिससे पाउडर को एकरूपता मिल जाए।
• परिणामी नमूने को उच्च परिशुद्धता वाले इलेक्ट्रॉनिक पैमाने पर तौला जाता है। वॉल्यूम की गणना वॉल्यूम मीटर में एक तरल संरचना में विसर्जन और विस्थापित तरल (पाइकोनोमेट्रिक विश्लेषण) को मापकर की जाती है।

गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

जहां m, g में नमूने का द्रव्यमान है;

V सेमी3 में आयतन मान है।

किग्रा/मीटर 3 में घनत्व माप अक्सर लागू होता है।

औसत सामग्री घनत्व

यह निर्धारित करने के लिए कि निर्माण सामग्री नमी, सकारात्मक और नकारात्मक तापमान और यांत्रिक भार के प्रभाव में वास्तविक परिचालन स्थितियों में कैसे व्यवहार करती है, आपको औसत घनत्व का उपयोग करने की आवश्यकता है। यह सामग्रियों की भौतिक स्थिति को दर्शाता है।

यदि वास्तविक घनत्व एक स्थिर मान है और केवल पदार्थ के क्रिस्टल जाली की रासायनिक संरचना और संरचना पर निर्भर करता है, तो औसत घनत्व संरचना की सरंध्रता से निर्धारित होता है। यह सजातीय अवस्था में किसी सामग्री के द्रव्यमान और प्राकृतिक परिस्थितियों में व्याप्त स्थान के आयतन के अनुपात को दर्शाता है।

औसत घनत्व इंजीनियर को तत्वों के निर्माण में प्रयुक्त यांत्रिक शक्ति, नमी अवशोषण दर, तापीय चालकता गुणांक और अन्य महत्वपूर्ण कारकों का एक विचार देता है।

थोक घनत्व की अवधारणा

थोक निर्माण सामग्री (रेत, बजरी, विस्तारित मिट्टी, आदि) के विश्लेषण के लिए पेश किया गया। भवन मिश्रण के कुछ घटकों के लागत प्रभावी उपयोग की गणना के लिए संकेतक महत्वपूर्ण है। यह किसी पदार्थ के द्रव्यमान और उसके द्वारा ढीली संरचना की स्थिति में रखे गए आयतन के अनुपात को दर्शाता है।

उदाहरण के लिए, यदि सामग्री का दानेदार आकार और अनाज का औसत घनत्व ज्ञात है, तो शून्यता पैरामीटर निर्धारित करना आसान है। कंक्रीट का उत्पादन करते समय, ऐसे भराव (बजरी, कुचल पत्थर, रेत) का उपयोग करना अधिक उचित होता है जिसमें सूखे पदार्थ की छिद्रता कम होती है, क्योंकि इसे भरने के लिए आधार सीमेंट सामग्री का उपयोग किया जाएगा, जिससे लागत बढ़ जाएगी।

कुछ सामग्रियों के घनत्व संकेतक

यदि हम कुछ तालिकाओं से परिकलित डेटा लें, तो उनमें:

• कैल्शियम, सिलिकॉन और एल्यूमीनियम ऑक्साइड युक्त सामग्री 2400 से 3100 किलोग्राम प्रति मी 3 तक भिन्न होती है।
• सेलूलोज़ आधार वाली लकड़ी की प्रजातियाँ - 1550 किग्रा प्रति मी 3।
• ऑर्गेनिक्स (कार्बन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन) - 800-1400 किलोग्राम प्रति मी 3।
• धातुएँ: स्टील - 7850, एल्यूमीनियम - 2700, सीसा - 11300 किलोग्राम प्रति मी 3।

आधुनिक भवन निर्माण प्रौद्योगिकियों के साथ, सामग्री घनत्व संकेतक लोड-असर संरचनाओं की ताकत के दृष्टिकोण से महत्वपूर्ण है। सभी गर्मी-इन्सुलेटिंग और नमी-प्रूफिंग कार्य एक बंद-सेल संरचना के साथ कम घनत्व वाली सामग्रियों द्वारा किए जाते हैं।

निर्देश

यदि किसी पिंड के ज्यामितीय आयामों को सटीक रूप से मापना संभव नहीं है, तो आर्किमिडीज़ के नियम का उपयोग करें। ऐसा करने के लिए, एक ऐसा बर्तन लें जिसमें मापने के लिए एक पैमाना (या डिविजन) हो, वस्तु को पानी में डालें (डिवीजनों से सुसज्जित बर्तन में ही)। जिस आयतन से बर्तन की सामग्री बढ़ेगी वह उसमें डूबे हुए पिंड का आयतन है।

यदि किसी वस्तु का घनत्व d और आयतन V ज्ञात है, तो आप हमेशा सूत्र का उपयोग करके उसका द्रव्यमान ज्ञात कर सकते हैं: m=V*d। द्रव्यमान की गणना करने से पहले, माप की सभी इकाइयों को एक प्रणाली में परिवर्तित करें, उदाहरण के लिए, माप की एसआई अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली।

उपरोक्त सूत्रों से निष्कर्ष इस प्रकार है: द्रव्यमान का वांछित मान प्राप्त करने के लिए, घनत्व और आयतन को जानकर, उस पदार्थ के घनत्व के मान से पिंड के आयतन के मान को गुणा करना आवश्यक है जिससे यह बना दिया है।

स्रोत:

• द्रव्यमान कैसे ज्ञात करें

द्रव्यमान शरीरआमतौर पर प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाता है। ऐसा करने के लिए, एक भार लें, इसे पैमाने पर रखें और माप परिणाम प्राप्त करें। लेकिन पाठ्यपुस्तकों में दी गई भौतिक समस्याओं को हल करते समय, वस्तुनिष्ठ कारणों से द्रव्यमान को मापना असंभव है, लेकिन शरीर के बारे में कुछ निश्चित आंकड़े हैं। इन आंकड़ों को जानकर आप द्रव्यमान निर्धारित कर सकते हैं शरीरपरोक्ष रूप से गणना द्वारा.

निर्देश

टिप्पणी

उपरोक्त सूत्र का उपयोग करके गणना करते समय, यह जानना आवश्यक है कि इस प्रकार किसी दिए गए पिंड का शेष द्रव्यमान निर्धारित होता है। एक दिलचस्प तथ्य यह है कि कई प्राथमिक कणों में एक दोलनशील द्रव्यमान होता है, जो उनकी गति की गति पर निर्भर करता है। यदि कोई प्राथमिक कण किसी पिंड की गति से चलता है, तो यह कण द्रव्यमान रहित होता है (उदाहरण के लिए, एक फोटॉन)। यदि किसी कण की गति प्रकाश की गति से कम हो तो ऐसे कण को ​​भारी कहा जाता है।

मददगार सलाह

द्रव्यमान मापते समय आपको यह कभी नहीं भूलना चाहिए कि अंतिम परिणाम किस प्रणाली में दिया जाएगा। इसका मतलब है कि एसआई प्रणाली में द्रव्यमान किलोग्राम में मापा जाता है, जबकि सीजीएस प्रणाली में द्रव्यमान ग्राम में मापा जाता है। द्रव्यमान को देश और संस्कृति के आधार पर टन, सेंटर्स, कैरेट, पाउंड, औंस, पूड्स और कई अन्य इकाइयों में भी मापा जाता है। उदाहरण के लिए, हमारे देश में, प्राचीन काल से ही द्रव्यमान को पूड्स, बर्कोवेट्स, ज़ोलोटनिक में मापा जाता था।

स्रोत:

• कंक्रीट स्लैब का वजन

उदाहरण के लिए, आपको सर्दियों के लिए कम से कम 15 घन मीटर की आवश्यकता है। बर्च जलाऊ लकड़ी के मीटर।
संदर्भ पुस्तक में बर्च जलाऊ लकड़ी के घनत्व को देखें। यह है: 650 किग्रा/एम3।
मानों को समान विशिष्ट गुरुत्व सूत्र में प्रतिस्थापित करके द्रव्यमान की गणना करें।

मी = 650*15 = 9750 (किग्रा)

अब आप शरीर की भार क्षमता और क्षमता के आधार पर वाहन का प्रकार और यात्राओं की संख्या तय कर सकते हैं।

विषय पर वीडियो

टिप्पणी

वृद्ध लोग विशिष्ट गुरुत्व की अवधारणा से अधिक परिचित हैं। किसी पदार्थ का विशिष्ट घनत्व विशिष्ट गुरुत्व के समान होता है।

ऐसी परिस्थितियाँ होती हैं जब गणना करना आवश्यक होता है द्रव्यमान तरल पदार्थकिसी भी कंटेनर में निहित. यह प्रयोगशाला में प्रशिक्षण सत्र के दौरान या घरेलू समस्या को हल करते समय हो सकता है, उदाहरण के लिए, मरम्मत या पेंटिंग करते समय।

निर्देश

सबसे सरल तरीका वजन का सहारा लेना है। सबसे पहले, कंटेनर को उसके साथ तौलें, फिर तरल को उपयुक्त आकार के दूसरे कंटेनर में डालें और खाली कंटेनर को तौलें। और फिर जो कुछ बचता है वह बड़े मूल्य से छोटे मूल्य को घटाना है, और आपको मिलता है। बेशक, इस विधि का उपयोग केवल गैर-चिपचिपे तरल पदार्थों से निपटने के दौरान किया जा सकता है, जो बहने के बाद व्यावहारिक रूप से पहले कंटेनर की दीवारों और तल पर नहीं रहते हैं। वह है,

ऐसा कैसे है कि अंतरिक्ष में समान आयतन घेरने वाले पिंडों का द्रव्यमान भिन्न-भिन्न हो सकता है? यह सब उनके घनत्व के बारे में है। हम इस अवधारणा से 7वीं कक्षा में, स्कूल में भौतिकी पढ़ाने के पहले वर्ष में ही परिचित हो जाते हैं। यह एक बुनियादी भौतिक अवधारणा है जो न केवल भौतिकी पाठ्यक्रम में, बल्कि रसायन विज्ञान में भी किसी व्यक्ति के लिए एमकेटी (आणविक गतिज सिद्धांत) खोल सकती है। इसकी मदद से कोई भी व्यक्ति किसी भी पदार्थ का लक्षण वर्णन कर सकता है, चाहे वह पानी हो, लकड़ी हो, सीसा हो या हवा हो।

घनत्व के प्रकार

तो, यह एक अदिश राशि है जो अध्ययनाधीन पदार्थ के द्रव्यमान और उसके आयतन के अनुपात के बराबर है, अर्थात इसे विशिष्ट गुरुत्व भी कहा जा सकता है। इसे ग्रीक अक्षर "ρ" ("rho" के रूप में पढ़ा जाता है) द्वारा दर्शाया जाता है, इसे "p" के साथ भ्रमित न करें - इस अक्षर का उपयोग आमतौर पर दबाव को दर्शाने के लिए किया जाता है।

भौतिकी में घनत्व कैसे ज्ञात करें? घनत्व सूत्र का प्रयोग करें: ρ = m/V

यह मान g/l, g/m3 और सामान्य तौर पर द्रव्यमान और आयतन से संबंधित किसी भी इकाई में मापा जा सकता है। घनत्व की SI इकाई क्या है? ρ = [किलो/एम3]। इन इकाइयों के बीच रूपांतरण प्राथमिक गणितीय संक्रियाओं के माध्यम से किया जाता है। हालाँकि, यह माप की एसआई इकाई है जिसका अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

केवल ठोस पदार्थों के लिए उपयोग किए जाने वाले मानक सूत्र के अलावा, सामान्य परिस्थितियों (एन.एस.) के तहत गैस के लिए भी एक सूत्र है।

ρ (गैस) = ​​एम/वीएम

M गैस का मोलर द्रव्यमान [g/mol] है, Vm गैस का मोलर आयतन है (सामान्य परिस्थितियों में यह मान 22.4 l/mol है)।

इस अवधारणा को पूरी तरह से परिभाषित करने के लिए, यह स्पष्ट करना आवश्यक है कि वास्तव में मात्रा का क्या मतलब है.

• सजातीय पिंडों का घनत्व वास्तव में किसी पिंड के द्रव्यमान और उसके आयतन का अनुपात है।
• "किसी पदार्थ के घनत्व" की अवधारणा भी है, अर्थात, इस पदार्थ से युक्त एक सजातीय या समान रूप से वितरित अमानवीय शरीर का घनत्व। यह मान स्थिर है. ऐसी तालिकाएँ हैं (जिन्हें आपने संभवतः भौतिकी पाठों में उपयोग किया है) जिनमें विभिन्न ठोस, तरल और गैसीय पदार्थों के मान शामिल हैं। तो, पानी के लिए यह आंकड़ा 1000 किग्रा/घन मीटर है। इस मान को और, उदाहरण के लिए, स्नान के आयतन को जानकर, हम ज्ञात मानों को उपरोक्त रूप में प्रतिस्थापित करके पानी का वह द्रव्यमान निर्धारित कर सकते हैं जो इसमें फिट होगा।
• हालाँकि, सभी पदार्थ सजातीय नहीं हैं। ऐसे लोगों के लिए, "औसत शारीरिक घनत्व" शब्द बनाया गया था। इस मान को प्राप्त करने के लिए, किसी दिए गए पदार्थ के प्रत्येक घटक का अलग-अलग ρ ज्ञात करना और औसत मान की गणना करना आवश्यक है।

अन्य चीजों के अलावा, छिद्रपूर्ण और दानेदार शरीर में:

• वास्तविक घनत्व, जो संरचना में रिक्तियों को ध्यान में रखे बिना निर्धारित किया जाता है।
• विशिष्ट (स्पष्ट) घनत्व, जिसकी गणना किसी पदार्थ के द्रव्यमान को उसके द्वारा व्याप्त संपूर्ण आयतन से विभाजित करके की जा सकती है।

ये दोनों मात्राएँ सरंध्रता गुणांक द्वारा एक दूसरे से संबंधित हैं - अध्ययन के तहत शरीर की कुल मात्रा के लिए रिक्तियों (छिद्रों) की मात्रा का अनुपात।

पदार्थों का घनत्व कई कारकों पर निर्भर हो सकता है, और उनमें से कुछ एक साथ कुछ पदार्थों के लिए इस मान को बढ़ा सकते हैं और दूसरों के लिए इसे कम कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, कम तापमान पर यह मान आमतौर पर बढ़ जाता है, हालांकि, ऐसे कई पदार्थ हैं जिनका घनत्व एक निश्चित तापमान सीमा में असामान्य रूप से व्यवहार करता है। इन पदार्थों में कच्चा लोहा, पानी और कांस्य (तांबा और टिन का एक मिश्र धातु) शामिल हैं।

उदाहरण के लिए, पानी के ρ का उच्चतम मान 4 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर होता है, और फिर इस मान के सापेक्ष यह गर्म करने और ठंडा करने दोनों के दौरान बदल सकता है।

यह भी कहने लायक है कि जब कोई पदार्थ एक माध्यम से दूसरे माध्यम (ठोस-तरल-गैसीय) में गुजरता है, यानी, जब एकत्रीकरण की स्थिति बदलती है, तो ρ भी अपना मूल्य बदलता है और छलांग में ऐसा करता है: यह संक्रमण के दौरान बढ़ता है गैस से तरल बनना और तरल के क्रिस्टलीकरण के दौरान। हालाँकि, यहाँ कई अपवाद भी हैं। उदाहरण के लिए, बिस्मथ और सिलिकॉन का जमने में बहुत कम मूल्य होता है। एक दिलचस्प तथ्य: जब पानी क्रिस्टलीकृत हो जाता है, यानी जब वह बर्फ में बदल जाता है, तो उसकी कार्यक्षमता भी कम हो जाती है और इसीलिए बर्फ पानी में नहीं डूबती।

विभिन्न पिंडों के घनत्व की आसानी से गणना कैसे करें

हमें निम्नलिखित उपकरणों की आवश्यकता होगी:

• तराजू।
• सेंटीमीटर (माप), यदि अध्ययन के तहत शरीर एकत्रीकरण की ठोस स्थिति में है।
• वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क, यदि परीक्षण किया जा रहा पदार्थ तरल है।

सबसे पहले, हम एक सेंटीमीटर या वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क का उपयोग करके अध्ययन के तहत शरीर की मात्रा को मापते हैं। तरल के मामले में, हम बस मौजूदा पैमाने को देखते हैं और परिणाम लिखते हैं। एक घन लकड़ी के बीम के लिए, तदनुसार, यह तीसरी शक्ति तक बढ़ाए गए पार्श्व मूल्य के बराबर होगा। आयतन मापने के बाद, अध्ययन के तहत शरीर को तराजू पर रखें और द्रव्यमान मान लिखें। महत्वपूर्ण! यदि आप किसी तरल पदार्थ की जांच कर रहे हैं, तो उस बर्तन के द्रव्यमान को ध्यान में रखना न भूलें जिसमें जांच किया जा रहा पदार्थ डाला गया है। हम प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त मूल्यों को ऊपर वर्णित सूत्र में प्रतिस्थापित करते हैं और वांछित संकेतक की गणना करते हैं।

यह कहा जाना चाहिए कि विभिन्न गैसों के लिए इस सूचक की गणना विशेष उपकरणों के बिना करना अधिक कठिन है, इसलिए, यदि आपको उनके मूल्यों की आवश्यकता है, तो पदार्थ घनत्व की तालिका से तैयार मूल्यों का उपयोग करना बेहतर है।

साथ ही, इस मान को मापने के लिए विशेष उपकरणों का उपयोग किया जाता है:

• पाइकोनोमीटर वास्तविक घनत्व दिखाता है।
• हाइड्रोमीटर को तरल पदार्थों में इस सूचक को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
• काज़िंस्की की ड्रिल और सीडेलमैन की ड्रिल ऐसे उपकरण हैं जिनसे मिट्टी की जांच की जाती है।
• कंपन घनत्व मीटर का उपयोग दबाव में तरल और विभिन्न गैसों की दी गई मात्रा को मापने के लिए किया जाता है।

चित्र 1. कुछ पदार्थों के घनत्व की तालिका। लेखक24 - छात्र कार्य का ऑनलाइन आदान-प्रदान

हमारे आस-पास की दुनिया में सभी पिंडों का आकार और आयतन अलग-अलग होता है। लेकिन समान वॉल्यूमेट्रिक डेटा के साथ भी, पदार्थों का द्रव्यमान काफी भिन्न होगा। भौतिकी में इस घटना को पदार्थ का घनत्व कहा जाता है।

घनत्व एक बुनियादी भौतिक अवधारणा है जो किसी भी ज्ञात पदार्थ की विशेषताओं का अंदाजा देती है।

परिभाषा 1

किसी पदार्थ का घनत्व एक भौतिक मात्रा है जो प्रति इकाई आयतन में एक निश्चित पदार्थ का द्रव्यमान दर्शाता है।

किसी पदार्थ के घनत्व के संदर्भ में आयतन की इकाइयाँ आमतौर पर घन मीटर या घन सेंटीमीटर होती हैं। किसी पदार्थ के घनत्व का निर्धारण विशेष उपकरण और उपकरणों का उपयोग करके किया जाता है।

किसी पदार्थ का घनत्व निर्धारित करने के लिए उसके शरीर के द्रव्यमान को उसके आयतन से विभाजित करना आवश्यक है। किसी पदार्थ के घनत्व की गणना करते समय निम्नलिखित मानों का उपयोग किया जाता है:

शरीर का वजन ($m$); शरीर का आयतन ($V$); शरीर का घनत्व ($ρ$)

नोट 1

$ρ$ ग्रीक वर्णमाला "rho" का एक अक्षर है और इसे दबाव के समान पदनाम - $p$ ("पेह") के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए।

पदार्थ घनत्व सूत्र

किसी पदार्थ के घनत्व की गणना SI माप प्रणाली का उपयोग करके की जाती है। इसमें घनत्व इकाइयों को किलोग्राम प्रति घन मीटर या ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर में व्यक्त किया जाता है। आप किसी माप प्रणाली का भी उपयोग कर सकते हैं.

यदि कोई पदार्थ एकत्रीकरण की विभिन्न अवस्थाओं में है तो उसके घनत्व की डिग्री अलग-अलग होती है। दूसरे शब्दों में, ठोस अवस्था में किसी पदार्थ का घनत्व तरल या गैसीय अवस्था में उसी पदार्थ के घनत्व से भिन्न होगा। उदाहरण के लिए, सामान्य तरल अवस्था में पानी का घनत्व 1000 किलोग्राम प्रति घन मीटर होता है। जमी हुई अवस्था में पानी (बर्फ) का घनत्व पहले से ही 900 किलोग्राम प्रति घन मीटर होगा। सामान्य वायुमंडलीय दबाव और शून्य डिग्री के करीब तापमान पर जल वाष्प का घनत्व 590 किलोग्राम प्रति घन मीटर होगा।

किसी पदार्थ के घनत्व का मानक सूत्र इस प्रकार है:

मानक सूत्र के अलावा, जिसका उपयोग केवल ठोस पदार्थों के लिए किया जाता है, सामान्य परिस्थितियों में गैस के लिए एक सूत्र है:

$ρ = एम / वीएम$, जहां:

• $M$ गैस का दाढ़ द्रव्यमान है,
• $Vm$ गैस का दाढ़ आयतन है।

ठोस दो प्रकार के होते हैं:

• झरझरा;
• थोक।

नोट 2

उनकी भौतिक विशेषताएँ सीधे पदार्थ के घनत्व को प्रभावित करती हैं।

सजातीय निकायों का घनत्व

परिभाषा 2

सजातीय पिंडों का घनत्व किसी पिंड के द्रव्यमान और उसके आयतन का अनुपात है।

किसी पदार्थ के घनत्व की अवधारणा में एक विषम संरचना वाले सजातीय और समान रूप से वितरित शरीर के घनत्व की परिभाषा शामिल है, जिसमें यह पदार्थ शामिल है। यह एक स्थिर मूल्य है और जानकारी की बेहतर समझ के लिए, विशेष तालिकाएँ बनाई जाती हैं जहाँ सभी सामान्य पदार्थ एकत्र किए जाते हैं। प्रत्येक पदार्थ के मूल्यों को तीन घटकों में विभाजित किया गया है:

• ठोस अवस्था में किसी पिंड का घनत्व;
• तरल अवस्था में किसी पिंड का घनत्व;
• गैसीय अवस्था में किसी पिंड का घनत्व।

जल एक पूर्णतः सजातीय पदार्थ है। कुछ पदार्थ इतने सजातीय नहीं होते इसलिए उनके लिए शरीर का औसत घनत्व निर्धारित किया जाता है। इस मान को प्राप्त करने के लिए, प्रत्येक घटक के लिए पदार्थ का परिणाम ρ अलग से जानना आवश्यक है। ढीले और छिद्रपूर्ण पिंडों का वास्तविक घनत्व होता है। यह इसकी संरचना में रिक्तियों को ध्यान में रखे बिना निर्धारित किया जाता है। विशिष्ट गुरुत्व की गणना किसी पदार्थ के द्रव्यमान को उसके द्वारा व्याप्त संपूर्ण आयतन से विभाजित करके की जा सकती है।

समान मान सरंध्रता गुणांक द्वारा एक दूसरे से संबंधित होते हैं। यह रिक्तियों के आयतन और शरीर के कुल आयतन के अनुपात को दर्शाता है जिसकी वर्तमान में जांच की जा रही है।

पदार्थों का घनत्व कई अतिरिक्त कारकों पर निर्भर करता है। उनमें से कई एक साथ कुछ पदार्थों के लिए इस मूल्य को बढ़ाते हैं, और दूसरों के लिए इसे कम करते हैं। कम तापमान पर पदार्थ का घनत्व बढ़ जाता है। कुछ पदार्थ तापमान में परिवर्तन पर विभिन्न तरीकों से प्रतिक्रिया करने में सक्षम होते हैं। इस मामले में, यह कहने की प्रथा है कि घनत्व एक निश्चित तापमान सीमा पर असामान्य रूप से व्यवहार करता है। ऐसे पदार्थों में अक्सर कांस्य, पानी, कच्चा लोहा और कुछ अन्य मिश्र धातुएँ शामिल होती हैं। पानी का घनत्व 4 डिग्री सेल्सियस पर सबसे अधिक होता है। आगे गर्म करने या ठंडा करने पर, यह संकेतक भी महत्वपूर्ण रूप से बदल सकता है।

एकत्रीकरण की एक अवस्था से दूसरी अवस्था में संक्रमण के दौरान पानी के घनत्व के साथ कायापलट होता है। सूचक ρ इन मामलों में अपने मूल्यों को अचानक बदलता है। यह गैसीय अवस्था से तरल में संक्रमण के दौरान और साथ ही तरल के क्रिस्टलीकरण के समय उत्तरोत्तर बढ़ता है।

कई असाधारण मामले हैं. उदाहरण के लिए, ठोस होने पर सिलिकॉन का घनत्व मान कम होता है।

पदार्थ का घनत्व मापना

किसी पदार्थ के घनत्व को प्रभावी ढंग से मापने के लिए आमतौर पर विशेष उपकरण का उपयोग किया जाता है। यह होते हैं:

• तराजू;
• एक शासक के रूप में मापने का उपकरण;
• बड़ा फ्लास्क।

यदि अध्ययनाधीन पदार्थ ठोस अवस्था में है, तो सेंटीमीटर के रूप में एक माप का उपयोग मापने के उपकरण के रूप में किया जाता है। यदि अध्ययनाधीन पदार्थ तरल समुच्चय अवस्था में है, तो माप के लिए वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क का उपयोग किया जाता है।

सबसे पहले, आपको एक सेंटीमीटर या मापने वाले फ्लास्क का उपयोग करके अपने शरीर का आयतन मापने की आवश्यकता है। शोधकर्ता माप पैमाने का अवलोकन करता है और परिणामी परिणाम को रिकॉर्ड करता है। यदि घन के आकार की लकड़ी की बीम की जांच की जाए तो घनत्व तीसरी शक्ति तक उठाए गए पक्ष के मान के बराबर होगा। किसी तरल पदार्थ का अध्ययन करते समय, उस बर्तन के द्रव्यमान को भी ध्यान में रखना आवश्यक है जिससे माप लिया जाता है। प्राप्त मूल्यों को पदार्थ के घनत्व और गणना किए गए संकेतक के सार्वभौमिक सूत्र में प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए।

गैसों के लिए, संकेतक की गणना करना बहुत मुश्किल है, क्योंकि विभिन्न माप उपकरणों का उपयोग करना आवश्यक है।

आमतौर पर, पदार्थों के घनत्व की गणना के लिए हाइड्रोमीटर का उपयोग किया जाता है। इसे तरल पदार्थों से परिणाम प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। पाइकोनोमीटर का उपयोग करके वास्तविक घनत्व का अध्ययन किया जाता है। काज़िंस्की और सीडेलमैन ड्रिल का उपयोग करके मिट्टी की जांच की जाती है।

निर्देश

उपरोक्त दोनों मानों को जानकर आप घनत्व की गणना का सूत्र लिख सकते हैं पदार्थों: घनत्व = द्रव्यमान/आयतन, इसलिए वांछित मान। उदाहरण। यह ज्ञात है कि 2 घन मीटर आयतन वाली एक बर्फ का वजन 1800 किलोग्राम होता है। बर्फ का घनत्व ज्ञात कीजिए। समाधान: घनत्व 1800 किग्रा/2 मीटर घन है, जिसके परिणामस्वरूप 900 किग्रा घन से विभाजित होता है। कभी-कभी आपको घनत्व इकाइयों को एक-दूसरे में बदलना पड़ता है। भ्रमित न होने के लिए, आपको याद रखना चाहिए: 1 ग्राम/सेमी3 घन 1000 किग्रा/घन घन मीटर के बराबर है। उदाहरण: 5.6 ग्राम/सेमी3 घन मीटर 5.6*1000 = 5600 किग्रा/घन घन मीटर के बराबर है।

पानी को, किसी भी तरल पदार्थ की तरह, हमेशा तराजू पर नहीं तोला जा सकता। लेकिन पता करो द्रव्यमानटैंकों की गणना से लेकर कितना स्टॉक तय करने तक, कुछ उद्योगों और सामान्य रोजमर्रा की स्थितियों दोनों में आवश्यक हो सकता है पानीआप इसे कयाक या रबर नाव में अपने साथ ले जा सकते हैं। गणना करने के लिए द्रव्यमान पानीया किसी विशेष आयतन में रखे गए किसी तरल पदार्थ का, सबसे पहले आपको उसका घनत्व जानना होगा।

आपको चाहिये होगा

• मापने के बर्तन
• रूलर, टेप माप या कोई अन्य माप उपकरण
• पानी डालने का बर्तन

निर्देश

यदि आपको गणना करने की आवश्यकता है द्रव्यमान पानीएक छोटे बर्तन में, यह साधारण तराजू का उपयोग करके किया जा सकता है। सबसे पहले बर्तन को साथ में तोल लें. फिर पानी को दूसरे कंटेनर में डालें। इसके बाद खाली बर्तन का वजन करें. भरे बर्तन में से घटाएँ द्रव्यमानखाली। इसे जहाज में समाहित किया जाएगा पानी. इस तरह आप कर सकते हैं द्रव्यमानन केवल तरल, बल्कि थोक भी, यदि उन्हें दूसरे कंटेनर में डालना संभव हो। यह विधि कभी-कभी अभी भी कुछ दुकानों में देखी जा सकती है जहां कोई उपकरण नहीं है। विक्रेता पहले खाली जार या बोतल को तौलता है, फिर उसे खट्टी क्रीम से भरता है, दोबारा तौलता है, खट्टी क्रीम का वजन निर्धारित करता है और उसके बाद ही उसकी कीमत की गणना करता है।

निर्धारित करने के लिए द्रव्यमान पानीएक ऐसे बर्तन में जिसे तौला नहीं जा सकता, आपको दो पैरामीटर जानने की जरूरत है - पानी(या कोई अन्य तरल) और बर्तन का आयतन। घनत्व पानी 1 ग्राम/एमएल है. किसी अन्य तरल का घनत्व एक विशेष तालिका में पाया जा सकता है, जो आमतौर पर संदर्भ पुस्तकों में पाया जाता है।

यदि कोई मापने वाला कप नहीं है जिसमें आप पानी डाल सकें, तो उस बर्तन की मात्रा की गणना करें जिसमें यह स्थित है। आयतन हमेशा आधार के क्षेत्रफल और ऊंचाई के गुणनफल के बराबर होता है, और स्थिर आकार के जहाजों के साथ आमतौर पर कोई समस्या नहीं होती है। आयतन पानीजार में गोल आधार के क्षेत्रफल और ऊंचाई के बराबर पानी भरा होगा. घनत्व को गुणा करके? प्रति वॉल्यूम पानीवी, तुम्हें मिलेगा द्रव्यमान पानीएम: एम=?*वी.

विषय पर वीडियो

टिप्पणी

आप पानी की मात्रा और उसके दाढ़ द्रव्यमान को जानकर द्रव्यमान निर्धारित कर सकते हैं। पानी का दाढ़ द्रव्यमान 18 है क्योंकि इसमें 2 हाइड्रोजन परमाणुओं और 1 ऑक्सीजन परमाणु का दाढ़ द्रव्यमान होता है। MH2O = 2MH+MO=2 1+16=18 (g/mol)। m=n*M, जहां m पानी का द्रव्यमान है, n मात्रा है, M दाढ़ द्रव्यमान है।

सभी पदार्थों का एक निश्चित घनत्व होता है। अधिग्रहीत आयतन और दिए गए द्रव्यमान के आधार पर घनत्व की गणना की जाती है। यह प्रयोगात्मक डेटा और संख्यात्मक परिवर्तनों के आधार पर पाया जाता है। इसके अलावा, घनत्व कई अलग-अलग कारकों पर निर्भर करता है, जिसके कारण इसका निरंतर मूल्य बदलता रहता है।

निर्देश

कल्पना कीजिए कि आपको पानी से लबालब भरा एक बर्तन दिया गया है। समस्या के लिए द्रव्यमान या आयतन को जाने बिना पानी का घनत्व ज्ञात करना आवश्यक है। घनत्व की गणना करने के लिए, दोनों मापदंडों को प्रयोगात्मक रूप से पाया जाना चाहिए। द्रव्यमान निर्धारित करके प्रारंभ करें.
बर्तन लें और उसे तराजू पर रखें। फिर उसमें से पानी निकाल दें और फिर बर्तन को दोबारा उसी स्केल पर रख दें। माप परिणामों की तुलना करें और पानी का द्रव्यमान ज्ञात करने का सूत्र प्राप्त करें:
mob.- mc.=mv., जहां mob. - पानी के साथ बर्तन का द्रव्यमान (कुल द्रव्यमान), mс - पानी के बिना बर्तन का द्रव्यमान।
दूसरी चीज़ जो आपको ढूंढनी है वह है पानी। पानी को एक मापने वाले बर्तन में डालें, फिर बर्तन में मौजूद पानी की मात्रा निर्धारित करने के लिए उस पर स्केल का उपयोग करें। इसके बाद ही पानी का घनत्व ज्ञात करने के लिए सूत्र का उपयोग करें:
ρ=m/V
यह प्रयोग केवल पानी का घनत्व लगभग निर्धारित कर सकता है। हालाँकि, कुछ कारकों के प्रभाव में यह हो सकता है। इनमें से सबसे महत्वपूर्ण कारकों से स्वयं को परिचित कराएं।

पानी के तापमान t=4°C पर, पानी का घनत्व ρ=1000 kg/m^3 या 1 g/cm^3 होता है। जैसे-जैसे यह बदलता है, घनत्व भी बदलता है। इसके अलावा, घनत्व को प्रभावित करने वाले कारक