घनत्व का महत्व

विषय

• टीएल; डीआर (बहुत लंबा; डिडंट रीड)
• घनत्व क्या है?
• सामान्य में घनत्व
• घनत्व का महत्व: बौनापन
• घनत्व का महत्व: द्रव्यमान की गणना

घनत्व भौतिकी और इंजीनियरिंग में एक मौलिक अवधारणा है। न केवल यह अंतरंग रूप से किसी वस्तु के द्रव्यमान से बंधा होता है, बल्कि यह निर्धारित करने के लिए घनत्व भी केंद्रीय होता है कि किसी द्रव की सतह पर कुछ रखा जाएगा या नहीं। जबकि घनत्व मौलिक शक्तियों के समान महत्वपूर्ण नहीं हो सकता है, यह अभी भी सबसे महत्वपूर्ण चीजों में से एक है जिसे आप किसी पदार्थ के बारे में जान सकते हैं।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; डिडंट रीड)

घनत्व के रूप में परिभाषित किया गया है ρ = एम। वी, जहां ρ घनत्व है, m द्रव्यमान है और V मात्रा है। जब पानी में कोई चीज तैरने लगेगी तो घनत्व महत्वपूर्ण है, और यह किसी पदार्थ के विशिष्ट आयतन के द्रव्यमान की गणना के लिए भी उपयोगी हो सकता है।

घनत्व क्या है?

घनत्व प्रति इकाई आयतन के द्रव्यमान का द्रव्यमान है। एक समीकरण के रूप में, इसका मतलब है:

ρ = एम। वी

ग्रीक अक्षर rho, ρ, पारंपरिक रूप से घनत्व का प्रतिनिधित्व करने के लिए उपयोग किया जाता है; म द्रव्यमान है; तथा वी मात्रा है। घनत्व की इकाइयां किलो प्रति घन मीटर हैं, या अन्य इकाइयों में इसके बराबर कुछ चीजें हैं जैसे पाउंड प्रति घन फुट।

घनत्व के लिए पानी एक अच्छा उदाहरण है क्योंकि हर रोज़ के तापमान पर इसका घनत्व 1,000 किलोग्राम / घन मीटर या 1 ग्राम / घन सेंटीमीटर के करीब होता है। दूसरी ओर, स्टेनलेस स्टील का घनत्व 8,000 किलोग्राम / घन मीटर है। यह रोजमर्रा के अनुभव के साथ फिट बैठता है, क्योंकि स्टेनलेस स्टील का एक ब्लॉक पानी के बराबर आकार के ब्लॉक से भारी है।

आप किसी चीज़ के घनत्व को वॉल्यूम में कंप्रेस करके (यानी वॉल्यूम कम करके) बदल सकते हैं या उसी मात्रा के भीतर द्रव्यमान की मात्रा बढ़ा सकते हैं।

सामान्य में घनत्व

हालाँकि घनत्व आमतौर पर द्रव्यमान प्रति इकाई आयतन को संदर्भित करता है, कुछ स्थितियों में इस शब्द का उपयोग अलग-अलग तरीके से किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, वस्तुओं की "संख्या घनत्व" वह मात्रा है जो आप वॉल्यूम की एक इकाई के भीतर गिन रहे हैं। आवेश घनत्व, प्रति इकाई आयतन के विद्युत आवेश की मात्रा है। जनसंख्या घनत्व का उपयोग प्रति इकाई क्षेत्र या आयतन के लोगों की संख्या के माप के रूप में भी किया जाता है। सामान्य तौर पर, घनत्व का अर्थ है कि एक निश्चित स्थान के भीतर किसी वस्तु की मात्रा।

घनत्व का महत्व: बौनापन

वस्तुओं की उछाल की बात आने पर घनत्व का स्पष्ट महत्व है। मोटे तौर पर, अगर कोई चीज़ पानी से सघन हो (1,000 किग्रा / घन मीटर से अधिक घनत्व वाली) तो वह डूब जाएगी, लेकिन अगर किसी चीज़ में पानी की तुलना में कम घनत्व है, तो वह तैर जाएगी।

अधिक तकनीकी रूप से, कुछ तब तैरना शुरू कर देगा जब पानी का वजन विस्थापित हो जाता है (सतह क्षेत्र पानी के साथ संपर्क बनाने के कारण और यह पानी को कितनी दूर तक धकेलता है) वस्तु के वजन से मेल खाता है, लेकिन अगर ऐसा कभी नहीं होता है सिंक। यदि वस्तु पानी से सघन है (उदाहरण के लिए, स्टील का एक ब्लॉक), तो पानी का वजन जो विस्थापित होता है, वह वस्तु के वजन से कभी मेल नहीं खा सकता है, इसलिए यह डूबता रहेगा।

एल्यूमीनियम एक अच्छा उदाहरण है। यह पानी की तुलना में सघन है, लेकिन एल्युमिनियम फ़ॉइल का एक टुकड़ा पानी के साथ संपर्क बनाने वाले बड़े सतह क्षेत्र के कारण पानी पर तैरता रहेगा। हालांकि, यदि आप एक ही मात्रा में पन्नी को एक गेंद में रोल करते हैं, तो पानी के संपर्क में सतह क्षेत्र बहुत छोटा हो जाता है और द्रव्यमान इसके ऊपर केंद्रित होता है, इसलिए एल्यूमीनियम का अधिक घनत्व बाहर जीत जाता है और पन्नी डूब जाएगी। यही कारण है कि पानी की तुलना में घनीभूत सामग्री से बनी नावें तैरती रहेंगी, भले ही सामग्री का एक भी ब्लॉक डूब जाएगा: पूरी संरचना में ब्लॉक की तुलना में कम घनत्व होता है क्योंकि इसमें बहुत अधिक हवा या कम घनी सामग्री भी होती है।

घनत्व में अंतर यह भी है कि तेल पानी की सतह पर क्यों तैरता है। तेलों का घनत्व लगभग 0.91 से 0.93 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर है, जो पानी के घनत्व से कम है। आप इस सरल आधार पर कई प्रयोग कर सकते हैं, यह दिखाते हुए कि अधिक घने तरल पानी के एक कंटेनर के नीचे डूब जाएंगे, जबकि कम घनी तरल पदार्थ तैरेंगे।

घनत्व का महत्व: द्रव्यमान की गणना

चूंकि घनत्व और द्रव्यमान इतनी निकटता से संबंधित हैं, आप किसी पदार्थ की निश्चित मात्रा की गणना आसानी से कर सकते हैं, बशर्ते आप उसके घनत्व और पदार्थ की मात्रा को जानते हों। यह इंजीनियरिंग और अन्य अनुप्रयोगों में उपयोगी हो सकता है। सरल सूत्र का उपयोग करें:

m = ρ × V

पदार्थ के द्रव्यमान को बाहर निकालने के लिए। उदाहरण के लिए, पहले उद्धृत स्टील के घनत्व का उपयोग करते हुए, 0.5 घन मीटर स्टील का द्रव्यमान होता है:

m = ρ × V = 8,000 किलोग्राम / घन मीटर × 0.5 घन मीटर = 4,000 किलोग्राम

यह कई अलग-अलग स्थितियों में उपयोगी है। उदाहरण के लिए, यदि आप जानते हैं कि एक वैन में कितनी जगह है और वैन कितना सुरक्षित भार उठा सकती है, तो आप यह पता लगा सकते हैं कि किसी विशिष्ट सामग्री से भरना सुरक्षित होगा या नहीं। आप समीकरण के ρ = m also V संस्करण का भी उपयोग कर सकते हैं ताकि यह पता लगाया जा सके कि जिस घनीभूत सामग्री को आप सुरक्षित रूप से परिवहन कर सकते हैं।