الثقل النوعي: المعادلة والوحدات وكيفية حسابها - كيمياء - 2025

و الثقل النوعي ، والمعروف أيضا باسم الثقل النوعي أو الكثافة النسبية، هي العلاقة أو النسبة بين كثافة المادة وكثافة مادة أخرى (ومن المعتاد في هذه المياه حال استخدامها).

غالبًا ما يتم أخذ هذه الكثافات كدليل عند الإشارة إلى السوائل أو المواد الصلبة. الثقل النوعي الظاهري هو نسبة الوزن الحجمي لمادة إلى الوزن الحجمي لمادة أخرى. غالبًا ما تستخدم الثقل النوعي في الصناعة ، لأنها توفر معلومات عن تركيز الحلول لاستخدامها بطريقة بسيطة.

يمكن ملاحظة استخدام الثقل النوعي بشكل أساسي في صناعة التعدين ، لأنه بفضل هذه الطريقة يمكن تحديد ما تتكون منه الصخور.

يمكن أن تشتمل الحلول التي تعمل بجاذبية معينة على مواد مختلفة ، مثل الهيدروكربونات ، أو الأحماض ، أو المحاليل "السكرية" ، من بين أشياء أخرى.

بفضل الجاذبية النوعية ، يمكننا استنتاج ما إذا كان الجسم سيغرق أو يطفو في المادة المرجعية. من الشائع أن تكون هذه المادة عبارة عن ماء دائمًا ، حيث من المعروف أنها تحتوي على 1 جرام لكل مليلتر أو 1 جرام لكل سنتيمتر مكعب.

الصيغة والوحدات

خصوصية الجاذبية النوعية هي أنها لا تحتوي على وحدات. تحدث هذه الظاهرة لأن المواد المراد تقييمها هي نفسها.

الوحدات الموجودة في كل من المقام والبسط هي نفسها ؛ ومن ثم ، فإنها تلغى وتكون نتيجة الجاذبية النوعية بدون وحدة. لهذا السبب ، لا يتم تعريفها على أنها الكثافة المطلقة للمادة ولكن كثافتها النسبية.

ما الصيغة المستخدمة لحساب الثقل النوعي؟

يتم حساب الثقل النوعي مع مراعاة الصيغة التالية:

GE (ρr) = ρ مادة / مرجع ρ0

GE هي الجاذبية النوعية ، ρ المادة هي كثافة المادة و 0 هو كثافة المادة المرجعية.

لحساب أو قياس الكثافة النسبية بين مادتين ، صلبة أو سائلة ، يتم استخدام جهاز يعرف باسم مقياس الضغط ، والذي يعتمد على مبدأ أرخميدس.

مبدأ أرخميدس

ينص مبدأ أرخميدس على أنه عندما يكون الجسم مغمورًا جزئيًا أو كليًا في سائل أثناء الراحة ، فإنه سيخضع لنبض رأسي صاعد يساوي وزن الكتلة الحجمية للجسم المعني. تُقاس هذه القوة بالنيوتن.

نظرًا لأن هذا المبدأ يدرس القوة التي يمارسها جسم في التدفق ، فإنه يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالعملية التي تحدث في الجاذبية النوعية ، لأنه يعبر عن العلاقة بين مادتين.

كيف تحسبها؟

يمكن أن تختلف كثافة المادة حسب ضغطها أو درجة حرارتها ؛ لذلك ، من المهم الحصول على هذه القيم عند حساب الثقل النوعي.

عادةً ، عند حساب الثقل النوعي ، يكون لكل من المادة المراد دراستها والمادة المرجعية جميع وحداتها المتطابقة ، ويجب حتى العثور عليها عند درجة حرارة وضغط متشابهين.

هذا الحساب هو نتيجة الحاصل بين قيمة كثافة المادة وقيمة المادة المرجعية (معظم الوقت يستخدم الماء).

كثافة الماء 1000 جم / مل عند درجة حرارة 3.98 درجة مئوية ، ولكن يمكن استخدام كثافة تبلغ 1.00 جم / مل عند درجة حرارة تصل إلى 25 درجة مئوية دون التعرض لخطر الخطأ عملية حسابية.

الماء هو المادة الأكثر استخدامًا ، نظرًا لكثافته البالغة 3.98 درجة مئوية ، يسهل العثور على العلاقة بين هذه المادة ومادة أخرى.

مثال

عندما تقترح حساب الثقل النوعي باستخدام الكثافة بالجنيه لكل قدم مكعب من مادة مثل الطين ، فسيكون الحساب على النحو التالي:

GE = كثافة الطين (lb / ft³) / 62.4

DL تساوي 100 رطل / قدم³. وبالتالي:

GE = 100 رطل / قدم / 62.4

GE = 1.60

بفضل الثقل النوعي ، لوحظ أنه إذا كان وزن مادة ما أكبر من 1 ، فإن المادة المذكورة ستغرق في الماء ، بينما إذا كانت كثافتها أقل من 1 ، فسوف تطفو المادة.

لتنفيذ هذه الطريقة ، يلزم الدقة المطلقة ؛ لذلك ، فهي طريقة نادرة الاستخدام. المنطقة التي يتم فيها استخدام حساب الجاذبية النوعية هي المجالات العلمية ذات الخبرة العالية.

الفرق بين الجاذبية النوعية والكثافة

على الرغم من أن الجاذبية النوعية تُعرف أيضًا باسم الكثافة النسبية ، فمن المهم التأكيد على أنها ليست الكثافة المطلقة للمادة.

كما ذكرنا سابقًا ، الثقل النوعي هو نسبة كثافة مادة ما إلى كثافة مادة أخرى ، والتي تكون في معظم الأحيان عبارة عن ماء. الجاذبية النوعية ، أو المعروفة باسم الكثافة النسبية ، ليس لها وحدات: كونها متماثلة ، فإنها تلغي في حاصل القسمة المحسوب.

من ناحية أخرى ، الكثافة هي الكمية التي تعبر عن العلاقة الموجودة بين كتلة مادة مضروبة في حجمها.

في حالة وجود مواد صلبة تمامًا (مثل الحديد) ، لا تتغير كثافة المادة ؛ هذا هو نفسه في جميع أنحاء الكائن.

على عكس الجاذبية النوعية ، فإن للكثافة وحدات: الكتلة والحجم. يتم التعبير عن هذه الوحدات بالكيلوجرام لكل متر مكعب (Kg x m³) وفقًا للنظام الدولي للوحدات. صيغة حساب الكثافة هي: ρ = m xV

تُعرف الثقل النوعي أيضًا بالكثافة النسبية ، لذلك يمكن استنتاج أن الكثافة والجاذبية النوعية مرتبطان ارتباطًا وثيقًا. الكثافة النسبية هي نوع من الكثافة.

المراجع

1. مبدأ أرخميدس. تم الاسترجاع في 8 مايو 2018 ، من ويكيبيديا: en.wikipedia.org.
2. حساب الثقل النوعي. تم الاسترجاع في 8 مايو 2018 ، من Perforador 2.0: perforador20.wordpress.com
3. الكثافة والوزن النوعي والثقل النوعي. تم الاسترجاع في 8 مايو 2018 من The Engineering Toolbox: engineeringtoolbox.com
4. جاذبية معينة. تم الاسترجاع في 8 مايو 2018 ، من Dictionary: Dictionary.com
5. جاذبية معينة. تم الاسترجاع في 8 مايو 2018 ، من Encyclopædia Britannica: britannica.com
6. جاذبية معينة. تم الاسترجاع في 8 مايو 2018 ، من ويكيبيديا: en.wikipedia.org.
7. ما هي الثقل النوعي؟ - التعريف والصيغة والحساب والأمثلة. تم الاسترجاع في 8 مايو 2018 ، من موقع Study: study.com