داشتن اطلاعات درباره چگالی مواد مختلف خصوصا چگالی آب در دماهای مختلف کمک زیادی به ما می کند در این مقاله درباره ی اینکه در کل چگالی چیست و اینکه چگالی آب چقدر است صحبت خواهیم کرد.
(مدت زمان مورد نیاز برای مطالعه:2 دقیقه)
فهرست مطالب
چگالی چیست؟
نسبت جرم به حجم یک ماده را چگالی تعریف می‌کنند. در واقع چگالی میزان فشردگی جرم در یک جسم یا عنصر را نشان می دهد.
چطور چگالی اجسام را محاسبه کنیم؟
برای محاسبه ی چگالی می توان از فرمول آن استفاده کرد. برای پیدا کردن اعداد برای جایگذاری در فرمول از روش زیر استفاده کنید.
پیشنهاد می کنیم این مطلب را هم بخوانید…
“سختی آب چیست و چطور سختی آب را بگیریم؟“
آب، حاوی مقدار زیادی املاح محلول است و برخی از املاح و یون های موجود در آن مانند کلسیم و منیزیم باعث از دست رفتن سلامتی کلیه ها و بدن انسان می شوند. معمولا برای آنکه تاثیر منفی این یون ها را از بین برود، به سراغ رزین سختی گیر می روند. علاوه بر تصفیه آب، این دستگاه در دیگ های بویلر و یا مخزن های صنعتی نیز کاربرد فراوانی دارد.
محاسبه ی جرم اجسام
ابتدا جرم مایع ، گز و یا جسم جامدی را که می خواهید اندازه گیری کنید. برای بدست آوردن نتایج دقیق ، ظرف نگهداری مایع و گاز را هم به صورت خالی اندازه گیری کنید تا از جرم کل کم کرده و به عدد دقیقی برسید.
محاسبه ی حجم اجسام
برای محاسبه ی حجم اجسام هم روش های مختلفی موجود است . اگر جسمی که انتخاب کرده اید از شکل هندسی خاصی برخوردار است بسیار ساده می توانید با اندازه گیری اضلاع و جایگزاری در فرمول مربوطه حجم جسم مد نظر را پیدا کنید.
اما در صورتی که جسم مد نظرتان ساختار منظمی نداشت میتوانید از یک ظرف آب اندازه گیری شده استفاده کنید. به این ترتیب که جسم را داخل آب انداخته و میزان تغییر حجم آب را یادداشت کنید و حجم اولیه آب را از حجم آن کسر کنید.
سپس با جایگذاری اعداد داخل فرمول چگالی، به جرم حجمی جسم مورد نظر دست پیدا خواهید کرد. به یاد داشته باشید که چگالی به مولفه های فشار و دما حساس است و امکان تغییر چگالی در دماها و فشارهای مختلف وجود دارد.
جدول چگالی آب در دماهای مختلف :
همانطور که میدانید چگالی اب در دماهای مختلف متفاوت است در جدول زیر عدد چگالی آب را در دماهای مختلف بررسی می کنیم.
| دما (°C) | چگالی (kg/m³) |
|---|---|
| 0 | 999.84 |
| 1 | 999.90 |
| 2 | 999.94 |
| 3 | 999.97 |
| 4 | 1000.00 (بیشینه) |
| 5 | 999.97 |
| 10 | 999.70 |
| 15 | 999.10 |
| 20 | 998.21 |
| 25 | 997.05 |
| 30 | 995.65 |
| 40 | 992.22 |
| 50 | 988.03 |
| 60 | 983.20 |
| 70 | 977.76 |
| 80 | 971.80 |
| 90 | 965.30 |
| 100 | 958.40 |
💧 توضیح:
-
بیشترین چگالی آب در حدود ۴ درجه سلسیوس است (۱۰۰۰ kg/m³).
-
با افزایش دما، چگالی کاهش می‌یابد چون مولکول‌ها فاصله بیشتری از هم می‌گیرند.
-
این مقادیر برای آب خالص در فشار ۱ اتمسفر است.
چگالی بر حسب درجه حرارت فارنهایت
| دما (°F) | چگالی (kg/m³) |
|---|---|
| 32 | 999.84 |
| 39.2 | 1000.00 (بیشینه) |
| 41 | 999.97 |
| 50 | 999.73 |
| 59 | 999.10 |
| 68 | 998.21 |
| 77 | 997.05 |
| 86 | 995.65 |
| 95 | 994.00 |
| 104 | 992.22 |
| 113 | 990.20 |
| 122 | 988.03 |
| 131 | 985.70 |
| 140 | 983.20 |
| 158 | 977.76 |
| 176 | 971.80 |
| 194 | 965.30 |
| 212 | 958.40 |
💧 توضیحات:
-
در 39.2°F (معادل 4°C) چگالی آب به بیشترین مقدار خود یعنی حدود 1000 kg/m³ می‌رسد.
-
در دماهای بالاتر، چگالی کاهش می‌یابد چون مولکول‌ها از هم فاصله می‌گیرند.
جدول بر اساس داده‌های استاندارد NIST (مؤسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا) است.
چگالی آب، علاوه بر اهمیت علمی، در کاربردهای صنعتی نیز نقش مهمی دارد. در سیستم‌های تصفیه و نرم کردن آب، یون‌های محلول مانند کلسیم و منیزیم می‌توانند علاوه بر سختی آب، روی چگالی و خواص فیزیکی آب تأثیر بگذارند. بنابراین انتخاب رزین مناسب برای حذف این یون‌ها اهمیت ویژه‌ای دارد.
رزین‌های تبادل یونی، شامل رزین کاتیونی، رزین آنیونی و رزین میکس‌بد، به شکل مؤثری یون‌های موجود در آب را حذف می‌کنند و باعث می‌شوند آب تصفیه‌شده از نظر چگالی و سایر خواص فیزیکی یکنواخت‌تر شود.
-
رزین کاتیونی: برای حذف یون‌های مثبت مانند کلسیم و منیزیم استفاده می‌شود و در نرم کردن آب سخت کاربرد دارد.
-
رزین آنیونی: یون‌های منفی محلول در آب را جذب می‌کند و در خالص‌سازی و کاهش هدایت آب مفید است.
-
رزین میکس‌بد: ترکیبی از رزین کاتیونی و آنیونی است و برای تصفیه کامل آب و حذف هر دو نوع یون‌ها کاربرد دارد.
استفاده از این رزین‌ها نه تنها کیفیت آب را افزایش می‌دهد، بلکه کمک می‌کند فرآیندهای صنعتی و تجهیزات وابسته به آب، مانند بویلرها و برج‌های خنک‌کننده، عملکرد بهینه و پایدار داشته باشند.
جدول چگالی مواد مختلف :
در جدول زیر چگالی مواد مختلف را باهم بررسی می کنیم.
| ماده | حالت | چگالی (kg/m³) | توضیح |
|---|---|---|---|
| هوا (در 25°C و 1 atm) | گاز | 1.184 | ترکیب نیتروژن و اکسیژن |
| یخ (در 0°C) | جامد | 917 | کمتر از آب مایع؛ به همین دلیل روی آب شناور است |
| آب (در 4°C) | مایع | 1000 | بیشترین چگالی در حالت مایع |
| اتانول (الکل) | مایع | 789 | چگالی کمتر از آب |
| بنزین | مایع | 720–750 | بسته به ترکیب، معمولاً سبک‌تر از آب |
| روغن زیتون | مایع | 910 | چگالی کمتر از آب، روی آن شناور می‌ماند |
| جیوه | مایع | 13,534 | بسیار سنگین؛ در دماسنج‌ها استفاده می‌شود |
| چوب بلوط | جامد | 710–770 | سبک‌تر از آب، شناور می‌ماند |
| آلومینیوم | جامد | 2,700 | فلز سبک و مقاوم در برابر زنگ‌زدگی |
| آهن | جامد | 7,870 | فلز سنگین متداول در سازه‌ها |
| مس | جامد | 8,960 | رسانای بسیار خوب برق و حرارت |
| سرب | جامد | 11,340 | فلز سنگین و نرم |
| طلا | جامد | 19,320 | یکی از سنگین‌ترین فلزات معمول |
| نقره | جامد | 10,490 | فلز گرانبها و رسانا |
| بتن (Concrete) | جامد | 2,300–2,500 | بسته به ترکیب و رطوبت |
| فولاد (Steel) | جامد | 7,800–8,050 | متداول در سازه‌ها و ابزارها |
| شیشه | جامد | 2,400–2,600 | متغیر بسته به ترکیب سیلیکا و افزودنی‌ها |
💡 نکات:
-
چگالی نشان می‌دهد یک حجم مشخص از ماده چه مقدار جرم دارد.
-
هرچه چگالی بیشتر باشد، جسم سنگین‌تر است (در حجم برابر).
-
مواد با چگالی کمتر از آب (مثل چوب یا بنزین) روی آب شناور می‌مانند.
انواع رزین تبادل یونی (کاتیونی – آنیونی – میکس بد )
برای دریافت مشاوره فنی رایگان و اطلاع از قیمت ها با کارشناسان ایران کنفتک در تماس باشید
تلفن تماس با ما 02191693727 – 09030231317
منبع:Table of Densities of Common Substances (thoughtco.com)
0 Replies to “چگالی آب و نحوه محاسبه آن در دماهای مختلف”
م.سعیدی
مقاله خوبی درباره چگالی آب بود سپاس
ماشا
درود. من جمله ” چگالی اب شیرین ” رو سرچ کردم.و میخاستم ببینم واقعا یک ممیز چند صدمه در شرایط استاندارد?
مث ابشورکه 1.025
ایران کنفتک[ نویسنده مقاله ]
ارسال شد