قانون الحجم والكتلة

تعريف الكتلة الحجمية:

هي قياس كثافة مادة ما، ويتم تعريفها على أنها نسبة كتلة المادة إلى حجمها.

الصيغة:

يمكن حساب الكتلة الحجمية (ρ) لأيّة مادة بقسمة كتلتها (m) على حجمها (V) :

ρ = m / V

وحدات القياس:

• في النظام الدولي للوحدات (SI): تُقاس الكتلة الحجمية بوحدة كيلوغرام لكلّ متر مكعب (كغ/م3).
• في نظام وحدات سنتيمتر غرام ثانية (cgs): تُمثَّل الكتلة الحجمية بوحدة غرام لكلّ سنتيمتر مكعب (غم/سم3).

أمثلة على حساب الكتلة الحجمية:

مثال 1:

جد الكتلة الحجمية لمكعبين؛ إذ يبلغ حجم المكعب الأول 29.8 سم3 وتبلغ كتلته 79.4 غم، بينما يبلغ حجم المكعب الثاني 29.8 سم3، وتبلغ كتلته 25.4 غم.

الحل:

• للمكعب الأول:

ρ = 79.4 غم / 29.8 سم3 = 2.66 غم/سم3

• للمكعب الثاني:

ρ = 25.4 غم / 29.8 سم3 = 0.85 غم/سم3

مثال 2:

جد الكتلة الحجمية لقالب من الملح يزن 433 غرام بالأبعاد التالية (10 سم × 10 سم × 2 سم).

الحل:

• حساب الحجم:

الحجم = الطول × العرض × الارتفاع = 10 سم × 10 سم × 2 سم = 200 سم3

• حساب الكتلة الحجمية:

ρ = 433 غم / 200 سم3 = 2.165 غم/سم3

ملاحظات:

• تتغير الكتلة الحجمية للمواد مع تغير درجة الحرارة والضغط.
• يمكن استخدام الكتلة الحجمية للمواد لمقارنة كثافتها.
• تُستخدم الكتلة الحجمية في العديد من التطبيقات، مثل: هندسة المواد، والكيمياء، والفيزياء.

مقاطع فيديو توضيحية: