কেজি/মি৩ এ ধাতুর ঘনত্ব: টেবিল। ঘনত্বের পরীক্ষামূলক এবং তাত্ত্বিক নির্ধারণ

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-02 17:42

ধাতু হল রাসায়নিক উপাদান যা ডি.আই. মেন্ডেলিভের বেশিরভাগ পর্যায় সারণি তৈরি করে। এই নিবন্ধে, আমরা ঘনত্ব হিসাবে যেমন একটি গুরুত্বপূর্ণ ভৌত সম্পত্তি বিবেচনা করব, এবং kg/m3 তে ধাতুগুলির ঘনত্বের একটি টেবিলও দেব।

পদার্থের ঘনত্ব

কেজি/মি৩-এ ধাতুর ঘনত্ব নিয়ে কাজ করার আগে, আসুন ভৌত পরিমাণের সাথেই পরিচিত হই। ঘনত্ব হল দেহের ভর m এবং মহাকাশে এর ভলিউম V এর অনুপাত, যা গাণিতিকভাবে এইভাবে লেখা যেতে পারে:

ρ=m/V

অধ্যয়নের অধীনে মানটি সাধারণত গ্রীক বর্ণমালা ρ (ro) দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।

যদি শরীরের বিভিন্ন অংশে বিভিন্ন ভর থাকে, তাহলে লিখিত সূত্র ব্যবহার করে আপনি গড় ঘনত্ব নির্ধারণ করতে পারেন। এই ক্ষেত্রে, স্থানীয় ঘনত্ব গড় থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে আলাদা হতে পারে।

আপনি সূত্র থেকে দেখতে পাচ্ছেন, ρ এর মান কেজি/মি3এসআই সিস্টেমে প্রকাশ করা হয়। এটি একটি পদার্থের পরিমাণকে চিহ্নিত করে যা তার আয়তনের একটি ইউনিটে স্থাপন করা হয়। এই বৈশিষ্ট্যটি অনেক ক্ষেত্রেই পদার্থের বৈশিষ্ট্য। সুতরাং, বিভিন্ন ধাতুর জন্য, ঘনত্ব kg/m3আলাদা, তাদের সনাক্ত করার অনুমতি দেয়।

ধাতু এবং তাদের ঘনত্ব

ধাতব পদার্থ ঘরের তাপমাত্রা এবং বায়ুমণ্ডলীয় চাপে কঠিন পদার্থ (পারদ একমাত্র ব্যতিক্রম)। তাদের উচ্চ প্লাস্টিকতা, বৈদ্যুতিক এবং তাপ পরিবাহিতা রয়েছে এবং পৃষ্ঠের পালিশ অবস্থায় একটি বৈশিষ্ট্যযুক্ত দীপ্তি রয়েছে। ধাতুর অনেক বৈশিষ্ট্য একটি অর্ডারকৃত স্ফটিক জালির উপস্থিতির সাথে জড়িত যেখানে ধনাত্মক আয়নিক কোরগুলি নোডগুলিতে বসে, একটি ঋণাত্মক ইলেকট্রন গ্যাসের মাধ্যমে একে অপরের সাথে সংযুক্ত থাকে৷

ধাতুগুলির ঘনত্বের জন্য, এটি ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়। তাই, ক্ষার হালকা ধাতু যেমন লিথিয়াম, পটাসিয়াম বা সোডিয়াম সবচেয়ে কম ঘন। উদাহরণস্বরূপ, লিথিয়ামের ঘনত্ব হল 534 kg/m3, যা পানির প্রায় অর্ধেক। এর মানে হল যে লিথিয়াম, পটাসিয়াম এবং সোডিয়াম প্লেট পানিতে ডুববে না। অন্যদিকে, রেনিয়াম, ওসমিয়াম, ইরিডিয়াম, প্ল্যাটিনাম এবং সোনার মত ট্রানজিশন ধাতুগুলির একটি বিশাল ঘনত্ব রয়েছে, যা জলের 20 বা তার বেশি গুণ।

নীচের টেবিলটি ধাতুর ঘনত্ব দেখায়। সমস্ত মান g/cm³ এ ঘরের তাপমাত্রাকে নির্দেশ করে। যদি এই মানগুলিকে 1,000 দ্বারা গুণ করা হয়, তাহলে আমরা ρ পাব কেজি/মি^3।

কেন উচ্চ ঘনত্বের ধাতু এবং কম ঘনত্বের ধাতু আছে? আসল বিষয়টি হল প্রতিটি নির্দিষ্ট ক্ষেত্রে ρ এর মান দুটি প্রধান দ্বারা নির্ধারিত হয়কারণ:

1. ধাতুর স্ফটিক জালির বৈশিষ্ট্য। যদি এই জালিতে সবচেয়ে ঘন প্যাকিংয়ে পরমাণু থাকে তবে এর ম্যাক্রোস্কোপিক ঘনত্ব বেশি হবে। FCC এবং hcp জালিতে সবচেয়ে ঘন প্যাকিং আছে।
2. ধাতু পরমাণুর ভৌত বৈশিষ্ট্য। এর ভর যত বড় এবং ব্যাসার্ধ যত ছোট, ρ এর মান তত বেশি। এই ফ্যাক্টর ব্যাখ্যা করে কেন উচ্চ-ঘনত্বের ধাতুগুলি পর্যায় সারণীতে উচ্চ সংখ্যার রাসায়নিক উপাদান।

ঘনত্বের পরীক্ষামূলক সংকল্প

ধরুন আমাদের কাছে একটি অজানা ধাতু আছে। কিভাবে আপনি তার ঘনত্ব নির্ধারণ করতে পারেন? ρ এর সূত্রটি স্মরণ করে, আমরা জিজ্ঞাসা করা প্রশ্নের উত্তরে পৌঁছাই। ধাতুর ঘনত্ব নির্ধারণ করার জন্য, এটি যেকোনো ভারসাম্যের উপর ওজন করা এবং ভলিউম পরিমাপ করা যথেষ্ট। তারপর প্রথম মানটিকে দ্বিতীয় দ্বারা ভাগ করা উচিত, সঠিক এককগুলি ব্যবহার করার কথা মনে রেখে৷

যদি শরীরের জ্যামিতিক আকৃতি জটিল হয়, তাহলে এর আয়তন পরিমাপ করা সহজ হবে না। এই ধরনের ক্ষেত্রে, আপনি আর্কিমিডিসের আইন ব্যবহার করতে পারেন, যেহেতু দেহটি নিমজ্জিত করার সময় স্থানচ্যুত তরলের আয়তন পরিমাপ করা আয়তনের ঠিক সমান হবে।

হাইড্রোস্ট্যাটিক ওজনের পদ্ধতি, গ্যালিলিও 16 শতকের শেষে উদ্ভাবন করেছিলেন, এটিও আর্কিমিডিসের আইনের ব্যবহারের উপর ভিত্তি করে। পদ্ধতির সারমর্ম হল বায়ু এবং তারপর তরলে শরীরের ওজন পরিমাপ করা। যদি প্রথম মানটি P₀ দ্বারা চিহ্নিত করা হয় এবং দ্বিতীয়টি P_{1 দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, তাহলে kg/m3 তে ধাতব ঘনত্ব নিম্নলিখিত ব্যবহার করে গণনা করা হয় সূত্র:}

ρ=P₀ ρ_l / (P₀ - P 1₎

যেখানে ρ_{l হল তরলের ঘনত্ব।}

ঘনত্বের তাত্ত্বিক সংজ্ঞা

রাসায়নিক উপাদানের ঘনত্বের উপরের সারণীতে, যে ধাতুগুলির জন্য তাত্ত্বিক ঘনত্ব দেওয়া হয়েছে সেগুলি লাল রঙে চিহ্নিত করা হয়েছে। এই উপাদানগুলি তেজস্ক্রিয়, এবং তারা অল্প পরিমাণে কৃত্রিমভাবে প্রাপ্ত হয়েছিল। এই কারণগুলি তাদের ঘনত্ব সঠিকভাবে পরিমাপ করা কঠিন করে তোলে। যাইহোক, ρ এর মান সফলভাবে গণনা করা যেতে পারে।

ঘনত্বের তাত্ত্বিক নির্ণয়ের পদ্ধতিটি বেশ সহজ। এটি করার জন্য, আপনাকে একটি পরমাণুর ভর, প্রাথমিক স্ফটিক জালিতে পরমাণুর সংখ্যা এবং এই জালিটির ধরন জানতে হবে।

উদাহরণস্বরূপ, আসুন লোহার জন্য একটি হিসাব নেওয়া যাক। এর পরমাণুর ভর 55.847 amu। কক্ষের অবস্থার অধীনে লোহার 2.866 angstroms এর প্যারামিটার সহ একটি bcc জালি আছে। যেহেতু প্রাথমিক বিসিসি কিউবে দুটি পরমাণু রয়েছে, তাই আমরা পাই:

ρ=255, 8471, 6610^-27 / (2, 866³ 10 -30^{)=7.876 kg/m}3

যদি আমরা এই মানটিকে একটি টেবিলের সাথে তুলনা করি, আমরা দেখতে পাব যে তারা শুধুমাত্র তৃতীয় দশমিক স্থানে পার্থক্য করে।