الكثافة النسبية

يتم عرض معني الكثافة النسبية و قوانينها. يتم استخدامها ككمية مختصرة للكثافة و أيضا تستخدم لتحديد إذا ما كان الجسم سينغمر أم يطفو أم يظل معلق عند وضعه في الماء.

الكثافة النسبية لمادة 

النسبة بين كثافة المادة \rho_{sub} و كثافة الماء \rho_{w} عند نفس درجة الحرارة.

قانون الكثافة النسبية 

\rho = \frac{\rho_{sub}}{\rho_{w}}

و يتم تعريف الكثافة النسبية بأشكال مختلفة

  • النسبة بين كتلة حجم معين من المادة كتلة نفس الحجم من الماء عند نفس درجة الحرارة . \rho = \frac{M_{sub}}{M_{w}}
  • النسبة بين حجم كتلة معينة من الماء حجم نفس الكتلة من المادة عند نفس درجة الحرارة. \rho = \frac{V_{w}}{V_{sub}}

ملاحظات

  1. كثافة الماء عند درجة حرارة أربعة درجة سليزيوس 1000Kg/m3.
  2. الكثافة النسبية ليس لها وحدات قياس لأنها نسبة بين كميتين من نفس النوع.
  3. إذا كانت $latex \rho &s=3$ نسبية أكبر من الواحد هذا يعني أن هذه المادة تنغمر في الماء و إذا كانت أقل من الواحد فهذا يعني أنها تطفو فوق سطح  الماء.

 من خلال الكثافة النسبية يمكن تحديد إذا كانت الأجسام سوف تطفو أم لا؟ كما بالجدول

الكثافة النسبية
الكثافة النسبية و الطفو و الانغمار في الماء

 هناك ثلاثة احتمالات فقط:

كثافة الجسم أكبر من كثافة السائل (أو المائع)كثافة الجسم أقل من كثافة السائل (أو المائع)كثافة الجسم تساوي كثافة السائل (أو المائع)
سيغرق الجسمسيطفو  الجسمسيكون معلق في السائل

و يقصد بكثافة الجسم هنا الكثافة الكلية له فهناك أجسام مصنوعة من الحديد و لكن بها تجاويف و فراغات تعمل على أن الكثافة الكلية تساوي مقدار صغير. 

تتغير كثافة المادة مع حالة المادة

عند تغيير حالة المادة من الصلبة إلى السائلة إلى الغازية عن طريق التسخين. بعض الأشياء لا تتغير مثل نوع المادة وتركيبها الكيميائي و كتلة المادة. بينما الحجم يتغير. و تحديدا ما يتغير هو المسافات البينية بين الذرات. ففي الحالة الصلبة تكون المسافات صغيرة ومن ثم يكون حجم الجسم صغير أي كثافتة عالية. بينما بزيادة المسافات البينية بين الذرات (مع التسخين) سوف تؤدي إلى زيادة الحجم الكلي للمادة و من ثم  تقليل كثافتها.

تغير الكثافة بدرجة الحرارة
تغير الكثافة بدرجة الحرارة

 كثافة المادة الصلبة أكبر من كثافة المادة في الحالة السائلة أكبر من كثافة نفس المادة في الحالة الغازية.

عند خلط مادتين او سائلين

  •  عند خلط سائلين مختلفين في الكثافة فإن ناتج الخلط سوف يكون سائل كثافته محصورة بين كثافة الأول وكثافة الثاني. إذا كان  الحجم المستخدم من كل منهما متساوي فإن كثافة الخليط سوف تكون متوسطة بينهما.
  • و يتم استخدام هذه القوانين لحل مسائل خلط مادتين.

m_t = m_1+m_2
\rho_t V_{t}= \rho_2 V_{2} + \rho_2 V_{2}

في حالة عدم تغير الحجم فإن

V_{t}= V_{2} + V_{2}

خلط السوائل مع بعضها

امتحان تقويمي (اختيار من متعدد) للتأكد من فهمك لدرس الكثافة و خصوصا النسبية و الخلط بين المعادن و السوائل. 

مراجع (عربية – إنجليزية)

الموائع الساكنة

رأيك يهمنا