শিক্ষার্থীরা পদার্থবিজ্ঞানে পদার্থের ভর এবং আয়তনের ধারণার সাথে পরিচিত হওয়ার পরে, তারা যে কোনও শরীরের একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য অধ্যয়ন করে, যাকে ঘনত্ব বলা হয়। নীচের নিবন্ধটি এই মান নিবেদিত. ঘনত্বের শারীরিক অর্থের প্রশ্নগুলি নীচে প্রকাশ করা হয়েছে। ঘনত্বের সূত্রও দেওয়া আছে। এর পরীক্ষামূলক পরিমাপের পদ্ধতি বর্ণনা করা হয়েছে।
ঘনত্বের ধারণা
আসুন পদার্থের ঘনত্বের সূত্রের সরাসরি রেকর্ডিং দিয়ে নিবন্ধটি শুরু করা যাক। এটা এই মত দেখাচ্ছে:
ρ=m/V.
এখানে m বিবেচিত শরীরের ভর। এটি এসআই পদ্ধতিতে কিলোগ্রামে প্রকাশ করা হয়। কাজ এবং অনুশীলনে, আপনি এর পরিমাপের অন্যান্য এককও খুঁজে পেতে পারেন, উদাহরণস্বরূপ, গ্রাম বা টন।
সূত্রে V চিহ্নটি ভলিউমকে নির্দেশ করে যা শরীরের জ্যামিতিক পরামিতিগুলিকে চিহ্নিত করে৷ এটি SI তে কিউবিক মিটারে পরিমাপ করা হয়, তবে কিউবিক কিলোমিটার, লিটার, মিলিলিটার ইত্যাদিও ব্যবহৃত হয়।
ঘনত্ব সূত্রটি দেখায় যে কোন পদার্থের ভর একটি ইউনিটে রয়েছেআয়তন ρ এর মান ব্যবহার করে, কেউ অনুমান করতে পারে যে দুটি দেহের মধ্যে কোনটির ওজন সমান আয়তনের সাথে বেশি হবে, বা দুটি দেহের কোনটির সমান ভরের সাথে বড় আয়তন থাকবে। উদাহরণস্বরূপ, কাঠ লোহার চেয়ে কম ঘন। অতএব, এই পদার্থের সমান পরিমাণে, লোহার ভর উল্লেখযোগ্যভাবে একটি গাছের জন্য একই মান অতিক্রম করবে।
আপেক্ষিক ঘনত্বের ধারণা
এই পরিমাণের নামই ইঙ্গিত দেয় যে একটি শরীরের জন্য অধ্যয়নের অধীনে থাকা মান অন্যটির জন্য একই বৈশিষ্ট্যের সাথে আপেক্ষিক হিসাবে বিবেচিত হবে। আপেক্ষিক ঘনত্বের সূত্র ρr এই রকম দেখাচ্ছে:
ρr=ρs / ρ0.
যেখানে ρs মাপা উপাদানের ঘনত্ব, ρ0 হল সেই ঘনত্ব যার বিপরীতে মান ρ r পরিমাপ করা হয় । স্পষ্টতই, ρr মাত্রাহীন। এটি দেখায় যে পরিমাপ করা পদার্থটি নির্বাচিত মান থেকে কতবার ঘন।
তরল এবং কঠিন পদার্থের জন্য, মান হিসাবে ρ0 4 oC তাপমাত্রায় পাতিত জলের জন্য এই মানটি বেছে নিন। এই তাপমাত্রায় জলের সর্বোচ্চ ঘনত্ব থাকে, যা গণনার জন্য একটি সুবিধাজনক মান - 1000 kg/m3 বা 1 kg/l.
গ্যাস সিস্টেমের জন্য, বায়ুমণ্ডলীয় চাপ এবং তাপমাত্রা 0-এ বায়ুর ঘনত্ব মান হিসাবে ব্যবহার করা প্রথাগত oC.
চাপ এবং তাপমাত্রার উপর ঘনত্বের নির্ভরতা
অধ্যয়ন করা মান একটি নির্দিষ্ট শরীরের জন্য ধ্রুবক নয়,যদি আপনি এর তাপমাত্রা বা বাহ্যিক চাপ পরিবর্তন করেন। যাইহোক, তরল এবং কঠিন পদার্থগুলি অনেক পরিস্থিতিতে অসংকোচনীয়, যার অর্থ চাপের পরিবর্তনের সাথে সাথে তাপমাত্রার পরিবর্তনের সাথে সাথে তাদের ঘনত্ব স্থির থাকে।
চাপের প্রভাব নিম্নরূপ প্রকাশ পায়: যখন এটি বৃদ্ধি পায়, গড় আন্তঃপরমাণু এবং আন্তঃআণবিক দূরত্ব হ্রাস পায়, যা প্রতি ইউনিট আয়তনে একটি পদার্থের মোলের সংখ্যা বৃদ্ধি করে। তাই ঘনত্ব বাড়ছে। অধ্যয়নের অধীনে বৈশিষ্ট্যের উপর চাপের একটি স্পষ্ট প্রভাব গ্যাসের ক্ষেত্রে পরিলক্ষিত হয়৷
তাপমাত্রার চাপের বিপরীত প্রভাব রয়েছে। তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে, পদার্থের কণাগুলির গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়, তারা আরও সক্রিয়ভাবে চলতে শুরু করে, যা তাদের মধ্যে গড় দূরত্ব বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে। পরের ঘটনাটি ঘনত্ব হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে।
আবার, এই প্রভাবটি তরল এবং কঠিন পদার্থের চেয়ে গ্যাসের ক্ষেত্রে বেশি প্রকট। এই নিয়মের একটি ব্যতিক্রম আছে - এটি জল। এটি পরীক্ষামূলকভাবে প্রতিষ্ঠিত হয়েছে যে তাপমাত্রা পরিসরে 0-4 oС গরম করার সাথে সাথে এর ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়।
একজাতীয় এবং একজাতীয় দেহ
উপরে লেখা ঘনত্বের সূত্রটি বিবেচিত শরীরের জন্য তথাকথিত গড় ρ এর সাথে মিলে যায়। যদি আমরা এতে কিছু ছোট ভলিউম বরাদ্দ করি, তাহলে গণনা করা মান ρi আগের মানের থেকে অনেকটাই আলাদা হতে পারে। এই সত্যটি ভলিউমের উপর ভরের একটি অ-অভিন্ন বন্টনের উপস্থিতির সাথে যুক্ত। এই ক্ষেত্রে, ঘনত্বρi কে স্থানীয় বলা হয়।
পদার্থের অ-সুষম বণ্টনের বিষয়টি বিবেচনা করে, একটি বিষয় স্পষ্ট করা আকর্ষণীয় বলে মনে হচ্ছে। যখন আমরা পারমাণবিক স্কেলের কাছাকাছি একটি প্রাথমিক ভলিউম বিবেচনা করতে শুরু করি, তখন মাঝারি ধারাবাহিকতার ধারণা লঙ্ঘন করা হয়, যার মানে স্থানীয় ঘনত্বের বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করার কোন মানে হয় না। এটি জানা যায় যে একটি পরমাণুর প্রায় পুরো ভরই এর নিউক্লিয়াসে কেন্দ্রীভূত হয়, যার ব্যাসার্ধ প্রায় 10-13 মিটার। কোরের ঘনত্ব একটি বিশাল চিত্র দ্বারা অনুমান করা হয়। এটি হল 2, 31017 kg/m3.
ঘনত্ব পরিমাপ
এটি উপরে দেখানো হয়েছে যে সূত্র অনুসারে, ঘনত্ব ভর এবং আয়তনের অনুপাতের সমান। এই সত্যটি আমাদেরকে কেবলমাত্র শরীরের ওজন করে এবং এর জ্যামিতিক পরামিতিগুলি পরিমাপ করে নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করতে দেয়৷
যদি শরীরের আকৃতি খুব জটিল হয়, তাহলে ঘনত্ব নির্ধারণের জন্য সর্বজনীন পদ্ধতি হবে হাইড্রোস্ট্যাটিক ওজন। এটি আর্কিমিডিয়ান শক্তির ব্যবহারের উপর ভিত্তি করে। পদ্ধতির সারমর্ম সহজ। শরীর প্রথমে বাতাসে এবং পরে জলে ওজন করা হয়। ওজনের পার্থক্য অজানা ঘনত্ব গণনা করতে ব্যবহৃত হয়। এটি করার জন্য, নিম্নলিখিত সূত্রটি ব্যবহার করুন:
ρ=ρl P0 / (P0 - P l),
যেখানে P0, Pl - বাতাস এবং তরলে শরীরের ওজন। তদনুসারে, ρl হল তরলের ঘনত্ব।
ঘনত্ব নির্ণয় করার জন্য হাইড্রোস্ট্যাটিক ওজন পদ্ধতি, কিংবদন্তি অনুসারে, প্রথম সিরাকিউসের একজন দার্শনিক ব্যবহার করেছিলেনআর্কিমিডিস। তিনি মুকুটের দৈহিক অখণ্ডতা লঙ্ঘন না করেই তা নির্ধারণ করতে সক্ষম হয়েছিলেন যে এটি তৈরিতে শুধুমাত্র সোনাই নয়, অন্যান্য কম ঘন ধাতুও ব্যবহার করা হয়েছিল।
