دانسیته یا جرم حجمی یک ماده، به مقدار جرم ماده موجود در واحد حجم آن گفته میشود. به عبارت سادهتر، دانسیته نشان میدهد که یک ماده چقدر متراکم است.
فرمول محاسبه دانسیته:
دانسیته با تقسیم جرم بر حجم جسم با استفاده از رابطه زیر به دست می آید.
ρ = m / V
که در آن:
- ρ : دانسیته
- :m جرم ماده
- :V حجم ماده
واحدهای دانسیته:
- کیلوگرم بر متر مکعب (kg/m³): واحد استاندارد SI برای دانسیته است.
- گرم بر سانتیمتر مکعب (g/cm³): برای جامدات و مایعات رایج است.
- گرم بر لیتر (g/L): برای مایعات و گازها استفاده میشود.
دانسیته مایعات
دانسیته مایعات به نوع ماده و دما بستگی دارد. به طور کلی، مایعات نسبت به جامدات دانسیته کمتری دارند. اما این بدان معنا نیست که همه مایعات دانسیته یکسانی دارند. مثلاً، دانسیته آب شیرین کمتر از آب شور است.
مثال: دانسیته آب خالص در دمای 4 درجه سانتیگراد تقریباً 1000 کیلوگرم بر متر مکعب است.
دانسیته گازها
دانسیته گازها بسیار کمتر از مایعات و جامدات است. زیرا ذرات گاز فاصله بسیار بیشتری نسبت به هم دارند. دانسیته گازها به نوع گاز، دما و فشار بستگی دارد.
مثال: دانسیته هوای خشک در دمای 0 درجه سانتیگراد و فشار یک اتمسفر تقریباً 1.29 کیلوگرم بر متر مکعب است.
تاثیر فشار و دما بر دانسیته جامدات، مایعات و گازها
- تاثیر فشار:
- مایعات: افزایش فشار باعث افزایش جزئی دانسیته مایعات میشود. زیرا فشرده شدن ذرات مایع باعث کاهش حجم و در نتیجه افزایش دانسیته میشود. میزان فشرده شدن یا تغییر دانسیته تابع مدول حجمی مایع است ولی به هر حال مقدار این تاثیر ناچیز است. به عنوان مثال اگر فشار حجم معینی از آب در فشار اتمسفر را ده بار اضافه کنیم دانسیته آن تنها چهل و یک صدم درصد افزایش می یابد.
- گازها: افزایش فشار باعث افزایش قابل توجه دانسیته گازها میشود. زیرا با افزایش فشار، ذرات گاز به هم نزدیکتر شده و حجم گاز کاهش مییابد.
- تاثیر دما:
- مایعات: با افزایش دما، دانسیته اکثر مایعات کاهش مییابد. زیرا افزایش دما باعث افزایش جنبش ذرات مایع و در نتیجه افزایش حجم میشود.
- گازها: با افزایش دما، دانسیته گازها کاهش مییابد. زیرا با افزایش دما، ذرات گاز با سرعت بیشتری حرکت کرده و از هم دور میشوند.
