الكثافة هي مقياس كتلة المادة لكل وحدة قياس ، على سبيل المثال تكون كثافة مكعب بوصة واحدة من الحديد أكبر بكثير من كثافة مكعب من بوصة واحدة من القطن ، وفي معظم الحالات تكون الأجسام الكثيفة أثقل أيضًا .
يتم التعبير عن كثافات الصخور والمعادن عادةً كثقل محدد ، وهو كثافة الصخور بالنسبة لكثافة الماء ، وهذا ليس معقدًا كما تظن لأن كثافة الماء تبلغ 1 جرام لكل سنتيمتر مكعب أو 1 جم لكل سم3 ، لذلك فإن هذه الأرقام تترجم مباشرة إلى جرام لكل سنتيمتر مكعب أو طن لكل متر مكعب .
تعتبر كثافات الصخور مفيدة للمهندسين بالطبع ، كما أنها ضرورية للفيزيائيين الجيوفيزيائيين الذين يجب عليهم أن يصمموا صخور قشرة الأرض لحسابات الجاذبية المحلية .
الكثافة المعدنية
كقاعدة عامة تتميز المعادن غير المعدنية بكثافة منخفضة بينما تحتوي المعادن الفلزية على كثافة عالية ، ومعظم المعادن الرئيسية المكونة للصخور في قشرة الأرض مثل الكوارتز والفلسبار والكالسيت لها كثافة متشابهة للغاية ، ويمكن أن تحتوي بعض من أثقل المعادن المعدنية مثل الإيريديوم والبلاتين ، على كثافات تصل إلى 20 .
كثافات الصخور
كثافة الصخور حساسة للغاية للمعادن التي تشكل نوعًا معينًا من الصخور ، وتميل الصخور الرسوبية والجرانيت الغني بالكوارتز والفلسبار إلى أن تكون أقل كثافة من الصخور البركانية ، وإذا كنت تعرف علم الصخور البركاني الخاص بك ، فسترى أنه كلما كانت الصخور أكثر كثافة غنية بالمغنيسيوم والحديد كلما زادت كثافتها .
يمكن أن يكون للصخور من نفس النوع مجموعة من الكثافات ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى صخور مختلفة من نفس النوع تحتوي على نسب مختلفة من المعادن ، على سبيل المثال يمكن أن يحتوي الجرانيت على محتوى كوارتز يتراوح بين 20٪ و 60٪ .
العلاقة بين مسامية الصخور والكثافة
يمكن أن يعزى هذا النطاق من الكثافة أيضًا إلى مسامية الصخرة وهو مقدار المساحة المفتوحة بين الحبوب المعدنية ، ويتم قياس هذا إما عشري بين 0 و 1 أو كنسبة مئوية ، وفي الصخور البلورية مثل الجرانيت التي تحتوي على حبيبات معدنية ضيقة ومتشابكة تكون المسامية منخفضة جدًا أقل من 1 في المائة ، وعلى الطرف الآخر من الطيف يوجد الحجر الرملي بحبيبات الرمال الكبيرة الفردية ، ويمكن أن تصل مسامتها إلى 10 في المائة إلى 35 في المائة .
إن المسامية من الحجر الرملي لها أهمية خاصة في جيولوجيا النفط ، وكثير من الناس يعتقدون أن خزانات النفط تجمعات أو بحيرات من النفط تحت الأرض ، على غرار طبقة المياه الجوفية المحصورة التي تحمل المياه ولكن هذا غير صحيح ، وبدلاً من ذلك تقع الخزانات في الحجر الرملي الذي يسهل اختراقه ، حيث يتصرف الصخر مثل الإسفنج حيث يحتفظ بالزيت بين المسام .[1]
كيفية حساب الكثافة
الكثافة هي قياس كمية الكتلة لكل وحدة حجم ، ومن أجل حساب الكثافة تحتاج إلى معرفة كتلة وحجم العنصر ، وعادة ما تكون الكتلة هي الجزء السهل بينما يمكن أن يكون الحجم صعبًا ، وعادة ما يتم إعطاء الأشياء البسيطة الشكل في مشكلات الواجب المنزلي مثل استخدام المكعب أو الطوب أو الكرة .
صيغة الكثافة هي الكثافة = الكتلة / الحجم
الكثافة هي مقدار المادة الموجودة في المجلد ، ويزن كائن كثيف أكثر من كائن أقل كثافة بنفس الحجم ، وكائن أقل كثافة من الماء سوف تطفو عليه ، وواحد مع كثافة أكبر سوف تغرق ، ومعادلة الكثافة هي كثافة تساوي الكتلة لكل وحدة حجم ، ومفتاح حل الكثافة هو الإبلاغ عن الكتلة المناسبة ووحدات الحجم ، وإذا طُلب منك إعطاء الكثافة في وحدات مختلفة من الكتلة والحجم فستحتاج إلى تحويلها .
إذا أعطيت لك كائنًا صلبًا منتظمًا ، يمكنك قياس أبعاده وحساب حجمه ، ولسوء الحظ يمكن قياس حجم الأشياء القليلة في العالم الحقيقي هذا بسهولة وفي بعض الأحيان تحتاج إلى حساب حجم عن طريق النزوح .
على سبيل المثال إذا كان لديك جندي لعبة معدنية ، يمكنك أن تقول أنها ثقيلة بما يكفي لتغرق في الماء ، ولكن لا يمكنك استخدام المسطرة لقياس أبعادها ، ولقياس حجم إصبع القدم املأ أسطوانة متدرجة حوالي نصف الطريق بالماء ، وسجل المستوى ثم أضف اللعبة وتأكد من إزاحة أي فقاعات هواء قد تلتصق بها وسجل قياس حجم جديد ، وبالتالي إن حجم الجندي لعبة هو المجلد النهائي ناقص المجلد الأولي حيث يمكنك قياس كتلة اللعبة الجافة ثم حساب الكثافة .
نصائح لحسابات الكثافة
في بعض الحالات سيتم إعطاء الكتلة لك ، وإذا لم يكن كذلك فستحتاج إلى الحصول عليها بنفسك من خلال وزن الكائن ، وعند الحصول على الكتلة ، كن على دراية بمدى دقة ودقة القياس ، والشيء نفسه ينطبق على قياس حجم ، ومن الواضح ستحصل على قياس أكثر دقة باستخدام أسطوانة متدرجة من استخدام دورق ، ومع ذلك قد لا تحتاج إلى مثل هذا القياس الدقيق ، كما أن الأرقام المهمة الواردة في حساب الكثافة هي أرقام القياس الأقل دقة ، لذلك إذا كانت كتلتك 22 كجم فإن الإبلاغ عن قياس الحجم إلى أقرب ميكروليتر ليس ضروريًا .
مفهوم آخر مهم يجب وضعه في الاعتبار هو ما إذا كانت إجابتك معقولة ، وإذا كان الكائن يبدو ثقيلًا بالنسبة لحجمه ، فيجب أن يكون له قيمة عالية الكثافة ، وضع في اعتبارك أن كثافة الماء حوالي 1 جم / سم مكعب ، كما إن الأجسام أقل كثافة من هذا الطفو في الماء في حين أن الكائنات التي هي أكثر كثافة بالوعة في الماء ، وإذا غرق كائن ما في الماء فمن الأفضل أن تكون قيمة الكثافة أكبر من 1 .[2]
يتم التعبير عن كثافات الصخور والمعادن عادةً كثقل محدد ، وهو كثافة الصخور بالنسبة لكثافة الماء ، وهذا ليس معقدًا كما تظن لأن كثافة الماء تبلغ 1 جرام لكل سنتيمتر مكعب أو 1 جم لكل سم3 ، لذلك فإن هذه الأرقام تترجم مباشرة إلى جرام لكل سنتيمتر مكعب أو طن لكل متر مكعب .
تعتبر كثافات الصخور مفيدة للمهندسين بالطبع ، كما أنها ضرورية للفيزيائيين الجيوفيزيائيين الذين يجب عليهم أن يصمموا صخور قشرة الأرض لحسابات الجاذبية المحلية .
الكثافة المعدنية
كقاعدة عامة تتميز المعادن غير المعدنية بكثافة منخفضة بينما تحتوي المعادن الفلزية على كثافة عالية ، ومعظم المعادن الرئيسية المكونة للصخور في قشرة الأرض مثل الكوارتز والفلسبار والكالسيت لها كثافة متشابهة للغاية ، ويمكن أن تحتوي بعض من أثقل المعادن المعدنية مثل الإيريديوم والبلاتين ، على كثافات تصل إلى 20 .
كثافات الصخور
كثافة الصخور حساسة للغاية للمعادن التي تشكل نوعًا معينًا من الصخور ، وتميل الصخور الرسوبية والجرانيت الغني بالكوارتز والفلسبار إلى أن تكون أقل كثافة من الصخور البركانية ، وإذا كنت تعرف علم الصخور البركاني الخاص بك ، فسترى أنه كلما كانت الصخور أكثر كثافة غنية بالمغنيسيوم والحديد كلما زادت كثافتها .
يمكن أن يكون للصخور من نفس النوع مجموعة من الكثافات ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى صخور مختلفة من نفس النوع تحتوي على نسب مختلفة من المعادن ، على سبيل المثال يمكن أن يحتوي الجرانيت على محتوى كوارتز يتراوح بين 20٪ و 60٪ .
العلاقة بين مسامية الصخور والكثافة
يمكن أن يعزى هذا النطاق من الكثافة أيضًا إلى مسامية الصخرة وهو مقدار المساحة المفتوحة بين الحبوب المعدنية ، ويتم قياس هذا إما عشري بين 0 و 1 أو كنسبة مئوية ، وفي الصخور البلورية مثل الجرانيت التي تحتوي على حبيبات معدنية ضيقة ومتشابكة تكون المسامية منخفضة جدًا أقل من 1 في المائة ، وعلى الطرف الآخر من الطيف يوجد الحجر الرملي بحبيبات الرمال الكبيرة الفردية ، ويمكن أن تصل مسامتها إلى 10 في المائة إلى 35 في المائة .
إن المسامية من الحجر الرملي لها أهمية خاصة في جيولوجيا النفط ، وكثير من الناس يعتقدون أن خزانات النفط تجمعات أو بحيرات من النفط تحت الأرض ، على غرار طبقة المياه الجوفية المحصورة التي تحمل المياه ولكن هذا غير صحيح ، وبدلاً من ذلك تقع الخزانات في الحجر الرملي الذي يسهل اختراقه ، حيث يتصرف الصخر مثل الإسفنج حيث يحتفظ بالزيت بين المسام .[1]
كيفية حساب الكثافة
الكثافة هي قياس كمية الكتلة لكل وحدة حجم ، ومن أجل حساب الكثافة تحتاج إلى معرفة كتلة وحجم العنصر ، وعادة ما تكون الكتلة هي الجزء السهل بينما يمكن أن يكون الحجم صعبًا ، وعادة ما يتم إعطاء الأشياء البسيطة الشكل في مشكلات الواجب المنزلي مثل استخدام المكعب أو الطوب أو الكرة .
صيغة الكثافة هي الكثافة = الكتلة / الحجم
الكثافة هي مقدار المادة الموجودة في المجلد ، ويزن كائن كثيف أكثر من كائن أقل كثافة بنفس الحجم ، وكائن أقل كثافة من الماء سوف تطفو عليه ، وواحد مع كثافة أكبر سوف تغرق ، ومعادلة الكثافة هي كثافة تساوي الكتلة لكل وحدة حجم ، ومفتاح حل الكثافة هو الإبلاغ عن الكتلة المناسبة ووحدات الحجم ، وإذا طُلب منك إعطاء الكثافة في وحدات مختلفة من الكتلة والحجم فستحتاج إلى تحويلها .
إذا أعطيت لك كائنًا صلبًا منتظمًا ، يمكنك قياس أبعاده وحساب حجمه ، ولسوء الحظ يمكن قياس حجم الأشياء القليلة في العالم الحقيقي هذا بسهولة وفي بعض الأحيان تحتاج إلى حساب حجم عن طريق النزوح .
على سبيل المثال إذا كان لديك جندي لعبة معدنية ، يمكنك أن تقول أنها ثقيلة بما يكفي لتغرق في الماء ، ولكن لا يمكنك استخدام المسطرة لقياس أبعادها ، ولقياس حجم إصبع القدم املأ أسطوانة متدرجة حوالي نصف الطريق بالماء ، وسجل المستوى ثم أضف اللعبة وتأكد من إزاحة أي فقاعات هواء قد تلتصق بها وسجل قياس حجم جديد ، وبالتالي إن حجم الجندي لعبة هو المجلد النهائي ناقص المجلد الأولي حيث يمكنك قياس كتلة اللعبة الجافة ثم حساب الكثافة .
نصائح لحسابات الكثافة
في بعض الحالات سيتم إعطاء الكتلة لك ، وإذا لم يكن كذلك فستحتاج إلى الحصول عليها بنفسك من خلال وزن الكائن ، وعند الحصول على الكتلة ، كن على دراية بمدى دقة ودقة القياس ، والشيء نفسه ينطبق على قياس حجم ، ومن الواضح ستحصل على قياس أكثر دقة باستخدام أسطوانة متدرجة من استخدام دورق ، ومع ذلك قد لا تحتاج إلى مثل هذا القياس الدقيق ، كما أن الأرقام المهمة الواردة في حساب الكثافة هي أرقام القياس الأقل دقة ، لذلك إذا كانت كتلتك 22 كجم فإن الإبلاغ عن قياس الحجم إلى أقرب ميكروليتر ليس ضروريًا .
مفهوم آخر مهم يجب وضعه في الاعتبار هو ما إذا كانت إجابتك معقولة ، وإذا كان الكائن يبدو ثقيلًا بالنسبة لحجمه ، فيجب أن يكون له قيمة عالية الكثافة ، وضع في اعتبارك أن كثافة الماء حوالي 1 جم / سم مكعب ، كما إن الأجسام أقل كثافة من هذا الطفو في الماء في حين أن الكائنات التي هي أكثر كثافة بالوعة في الماء ، وإذا غرق كائن ما في الماء فمن الأفضل أن تكون قيمة الكثافة أكبر من 1 .[2]
