घनत्व एक भौतिक मात्रा है जो मापता है किसी दिए गए आयतन में किसी पिंड के पदार्थ की सांद्रता.
यह शरीर के द्रव्यमान और आयतन के अनुपात द्वारा प्राप्त किया जाता है और इसे किग्रा / मी. में मापा जाता है3 इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स (एसआई) में।
किसी पिंड का घनत्व उसके आयतन के व्युत्क्रमानुपाती होता है, अर्थात आयतन जितना अधिक होगा, घनत्व उतना ही कम होगा। घनत्व सूत्र में इस संबंध पर ध्यान दें:
घनत्व वह गुण है जो यह निर्धारित करता है कि कोई पिंड तरल में तैरेगा या डूबेगा। यदि सामग्री तरल से कम घनी है, तो यह तैर जाएगी, लेकिन यदि इसका घनत्व तरल से अधिक है, तो यह डूब जाएगी।
प्रकृति में पाए जाने वाले सभी पदार्थों में घनत्व होता है जिसे मापा जा सकता है। घनत्व पर निर्भर करता है सामग्री का प्रकार, का शारीरिक अवस्था जहां वह खुद को और शर्तों को पाता है तापमान तथा पर्यावरणीय दबाव.
घनत्व की गणना कैसे करें?
किसी पदार्थ या पदार्थों के मिश्रण के घनत्व की गणना करने के लिए, शरीर के द्रव्यमान को उसके आयतन से विभाजित करें, सूत्र के अनुसार:
कहा पे:
- डी = घनत्व किलो / एम. में मापा जाता है3, जी/सेमी3 या जी/एमएल
- एम = द्रव्यमान किलो या जी. में मापा जाता है
- v = m. में मापा गया आयतन3, से। मी3 या एमएल
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि तापमान और दबाव की विभिन्न परिस्थितियों में शरीर का आयतन बदलता है, तापमान और दबाव में परिवर्तन होने पर घनत्व भिन्न होगा।
उदाहरण के लिए, पानी का घनत्व लगभग 1 g/cm. है3 परिवेश की स्थिति में, लेकिन जब यह बर्फ बन जाता है तो इसका घनत्व घटकर 0.92 g/cm. हो जाता है3 - घनत्व में इस अंतर के कारण ही बर्फ पानी पर तैरती है।
बर्फ पानी पर तैरती है क्योंकि इसका घनत्व तरल अवस्था की तुलना में ठोस अवस्था में कम होता है।
घनत्व के व्यावहारिक उदाहरण
व्यवहार में यह समझने के लिए कि घनत्व क्या है, दो कंटेनरों की कल्पना करें, एक में 1 किलो सीसा और दूसरा 1 किलो कपास के साथ। दोनों का द्रव्यमान समान है, अर्थात 1 किलो।
हालांकि, चूंकि कपास सीसे की तुलना में बहुत हल्का होता है, इसलिए दोनों कंटेनरों के द्रव्यमान को बराबर करने के लिए इस सामग्री की एक बड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है।
इस प्रकार, कपास द्वारा घेरा गया स्थान सीसा के कब्जे वाले स्थान की तुलना में बहुत बड़ा होगा। इसका मतलब यह है कि सीसा में अधिक मात्रा में सांद्र पदार्थ होता है और इसलिए कपास की तुलना में अधिक घनत्व होता है।
अब व्यावहारिक स्थितियों के अन्य उदाहरण देखें जिन्हें सामग्री के घनत्व में अंतर द्वारा समझाया गया है:
बर्फ के टुकड़े
जब एक गिलास पानी में रखा जाता है, तो बर्फ के टुकड़े तैरते हैं क्योंकि उनका घनत्व (0.92 ग्राम/सेमी)3) पानी के घनत्व से कम है (1g/cm3).
जब शराब के गिलास में बर्फ के टुकड़े रखे जाते हैं, तो बर्फ के टुकड़े डूब जाएंगे क्योंकि उनका घनत्व (0.92 ग्राम/सेमी)3) इथेनॉल के घनत्व से अधिक है (0.79 ग्राम/सेमी .)3).
एक गिलास मादक पेय में बर्फ डूब जाती है क्योंकि शराब का घनत्व पानी के घनत्व से कम होता है।
स्टायरोफोम और नाखून
एक अन्य उदाहरण जो घनत्व को समझने में मदद करता है, वह है स्टायरोफोम बोर्ड और पानी में रखे स्टील से बने कील के व्यवहार का निरीक्षण करना।
कील तुरंत डूब जाती है क्योंकि उसका घनत्व (0.78 g/m)3) पानी के घनत्व से बहुत अधिक है। इसका मतलब है कि स्टील में बड़ी मात्रा में पदार्थ कम मात्रा में केंद्रित होता है।
दूसरी ओर, जब स्टायरोफोम बोर्ड को पानी में रखा जाता है तो वह तैरता है क्योंकि स्टायरोफोम का घनत्व पानी के घनत्व से कम होता है। स्टील के विपरीत, स्टायरोफोम एक ऐसा पदार्थ है जिसमें थोड़ा सा केंद्रित पदार्थ होता है।
स्टायरोफोम का घनत्व पानी के घनत्व से कम होता है, इसलिए बोर्ड तैरता है।
विशिष्ट द्रव्यमान और घनत्व
घनत्व का उपयोग घनत्व के संदर्भ में भी किया जाता है, लेकिन उन्हें हमेशा समानार्थक शब्द के रूप में नहीं समझा जा सकता है।
घनत्व a. को संदर्भित करता है तन, जो सिर्फ एक पदार्थ या पदार्थों के मिश्रण से बना हो सकता है, जैसे चीनी के साथ पानी का घोल।
विशिष्ट द्रव्यमान, बदले में, a. के घनत्व को संदर्भित करता है सजातीय पदार्थ विशिष्ट, जैसे एल्यूमीनियम, सीसा या पानी।
इसका मतलब यह है कि जब कोई पिंड सिर्फ एक पदार्थ से बना होता है, तो उसका घनत्व उसके विशिष्ट द्रव्यमान द्वारा दिया जाता है। हालांकि, जब शरीर विषम होता है, तो इसके घनत्व की गणना द्रव्यमान से आयतन के अनुपात के रूप में करना आवश्यक होगा।
पदार्थ घनत्व
नीचे दी गई तालिका में कुछ पदार्थों का घनत्व (या विशिष्ट द्रव्यमान) देखें:
| पदार्थ | घनत्व |
|---|---|
| पानी | 1,0 |
| वायु | 1,2 |
| इस्पात | 7,8 |
| अल्युमीनियम | 2,7 |
| लीड | 11,3 |
| तांबा | 8,9 |
| इथेनॉल | 0,79 |
| लोहा | 7,86 |
| बर्फ | 0,92 |
| दूध | 1,03 |
| लकड़ी | 0,5 |
| सोना | 19,3 |
निरपेक्ष घनत्व और सापेक्ष घनत्व
निरपेक्ष घनत्व किसी दिए गए शरीर या पदार्थ के घनत्व को संदर्भित करता है। सापेक्ष घनत्व, बदले में, दूसरे की तुलना में एक सामग्री का घनत्व है।
सापेक्ष घनत्व की गणना दो घनत्वों के बीच का अनुपात है, जिसकी गणना द्रव्यमान को आयतन से विभाजित करके की जाती है। घनत्व सूत्र द्वारा व्यक्त किया जा सकता है:
या
सापेक्ष घनत्व का उपयोग अक्सर पानी के संबंध में पदार्थों के घनत्व की तुलना करने के लिए किया जाता है, जिसका घनत्व 1g/cm. है3.
माप की घनत्व इकाई
अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (SI) में प्रयुक्त माप की इकाई kg/m. है3, लेकिन इस परिमाण को g/cm. में भी व्यक्त करना सामान्य है3 और जी / एमएल। माप की इन इकाइयों के बीच संबंध है:
1 ग्राम/सेमी3 = 1 ग्राम/मिली = 1000 किग्रा/मी3
यह भी देखें रसायन विज्ञान तथा मात्रा माप.