خطوات الاستخدام
الخطوة الأولى: جمع البيانات اللازمة. قم بقياس كتلة الجسم باستخدام ميزان دقيق، وسجلها بوحدة مناسبة مثل الجرام أو الكيلوجرام. ثم قم بقياس حجم الجسم. إذا كان الجسم منتظم الشكل (مكعب، كرة، أسطوانة)، استخدم الأبعاد الهندسية لحساب الحجم. أما إذا كان غير منتظم، استخدم طريقة إزاحة الماء في مخبار مدرج. سجل الحجم بوحدة مكعبة مثل سم³ أو م³.
الخطوة الثانية: تطبيق قانون الكثافة. الكثافة (ρ) تساوي الكتلة (m) مقسومة على الحجم (V)، أي ρ = m / V. قم بقسمة قيمة الكتلة على قيمة الحجم، مع التأكد من توافق الوحدات. مثلاً، إذا كانت الكتلة بالجرام والحجم بالسم³، تكون الكثافة بوحدة جم/سم³. وإذا كانت الكتلة بالكيلوجرام والحجم بالمتر المكعب، تكون الكثافة بوحدة كجم/م³.
الخطوة الثالثة: تفسير النتيجة. قارن الكثافة المحسوبة مع الكثافات المعروفة للمواد المختلفة. على سبيل المثال، كثافة الماء النقي حوالي 1 جم/سم³. إذا كانت كثافة الجسم أقل من 1، فسيطفو على الماء (مثل الخشب). وإذا كانت أكبر، فسيغرق (مثل الحديد). تستخدم الكثافة أيضاً في تحديد نقاء المواد أو تركيز المحاليل.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على الكثافة بخطوات الحل كاملة.
الحل
أولاً، نحسب حجم المكعب: V = (طول الضلع)³ = (2 سم)³ = 8 سم³. ثم نطبق قانون الكثافة: ρ = m / V = 21.6 جم / 8 سم³ = 2.7 جم/سم³. هذه هي كثافة الألومنيوم النقي (تقريباً 2.7 جم/سم³). يمكنك مقارنة هذه القيمة مع الجدول الدوري لتأكيد نقاء المعدن.
الحل
نحسب الكثافة: ρ = 500 جم / 25.9 سم³ ≈ 19.3 جم/سم³. كثافة الذهب الخالص هي 19.32 جم/سم³، لذا النتيجة قريبة جداً. إذا كانت القيمة أقل بكثير، فقد يكون السبيكة تحتوي على معادن أخرى. هذا المثال يوضح كيفية استخدام الكثافة في التحقق من نقاء المعادن الثمينة.