في هذا المقال نشرح ما هو تعريف الحجم، فكل مادة في البيئة المحيطة لها مجموعة من الخصائص التي تميزها عن بعضها البعض، وتتمثل هذه الصفات في اللون والوزن والكتلة والكثافة لتلك المواد، ولكل من هذه الخصائص وحدة قياس يحددها النظام العالمي للوحدات، وقد عملنا على العلماء لإيجاد القوانين التي تستخدم لحساب وقياس هذه المواد من حيث خصائصها التي تميزها، والحجم هو من أهم خصائص المواد في البيئة ولكن ما هو الحجم بالضبط ما هي وحدات القياس سنجيب على هذه الأسئلة من خلال الأسطر التالية في تريند.
تحديد الحجم
- يُعرَّف الحجم بأنه الفضاء أو الفضاء ثلاثي الأبعاد الذي يشغله الكائن، سواء كان صلبًا أو سائلًا أو غازًا.
- الفرق بين الحجم والمساحة هو أن الأول هو قياس الفضاء ثلاثي الأبعاد، والمساحة هي قياس الفضاء ثنائي الأبعاد.
- هناك عدة عوامل تؤثر على حجم المواد، أولها درجة حرارة المادة التي تزيد من الحجم الذي تشغله المواد عدا الماء، أي أن هناك علاقة مباشرة بين درجة الحرارة والحجم.
- بالإضافة إلى الضغط الذي يزداد، يتناقص حجم مساحة المادة، أي أن هناك علاقة عكسية بين الضغط والحجم.
- لا توجد علاقة بين الحجم والوزن والكتلة، فالحجم خاصية مستقلة للمادة، فهي منطقة يتوزع عليها الجسم، وتزداد كتلتها إذا كانت عالية الكثافة حتى لو كان الحجم صغيراً، و وبالتالي يلعب الحجم والكثافة دورًا في تحديد الكتلة.
- أما شرح طريقة قياس حجم المواد فهي تختلف باختلاف كل مادة حيث يتم قياس المواد الصلبة بحساب حجم السائل المزاح فيها.
- أما المواد السائلة والغازية فيقاس حجمها بقياس حجم الحاوية التي توجد بها تلك المواد.
- على سبيل المثال، يتم قياس المحلول الكيميائي بالميليليت بالحجم باستخدام أسطوانة مدرجة.
- بشكل عام، يتم قياس حجم المواد السائلة باستخدام عدة أدوات، وهي الأكواب والدوارق والأسطوانات المتدرجة.
وحدات الحجم
فيما يتعلق بوحدات قياس الحجم، فقد كان يعتمد في الماضي على الوحدات المعتمدة من قبل النظام البريطاني، ولكن في الوقت الحاضر يعتمد على النظام الدولي للوحدات، وهو النظام المتري.
- وحدات الحجم في النظام البريطاني
- جالون.
- أونصة سائلة.
- الكأس.
- نصف لتر.
- كورات.
- ملعقة صغيرة.
- ملعقة طعام.
- وحدات الحجم في SI
- لتر.
- متر مكعب.
- القومية.
تحديد الحجم والكتلة
- قد يخلط البعض بين مفهوم الحجم والكتلة، لكن الكتلة تشير إلى عدم استجابة الجسم للحركة وتغير في السرعة، أي أنها تعبر عن كمية المادة، لكن الحجم يشير إلى المساحة التي تشغلها تلك المادة.
- حتى إذا كان الكائن مضغوطًا، فقد لا يشغل مساحة كبيرة.
- يتم التعبير عن ذلك بالعلاقة التالية الكثافة = الكتلة / الحجم.
- أنشأ النظام الدولي للوحدات وحدة قياس الكتلة، وهي الكيلوغرام، ويشار إليها بالاختصار التالي كيلوغرام.
تحديد الحجم والقدرة
- كما ذكرنا من قبل ؛ الحجم هو مساحة ثلاثية الأبعاد يشغلها كائن، بغض النظر عن حالته، سواء أكان سائلًا أم صلبًا أم غازًا.
- في حين أن السعة هي كمية المادة السائلة الموجودة في حاوية ثلاثية الأبعاد.
- أنشأ النظام الدولي للوحدات وحدة قياس السعة، وهي المليمتر أو اللتر.
- الفرق بين الحجم والسعة هو أن سعة الشكل ثلاثي الأبعاد يمكن أن تتغير اعتمادًا على كمية السائل فيه، بينما يكون الحجم ثابتًا لنفس الشكل.
قانون الحجم
هناك مجموعة من القوانين التي تستخدم لقياس حجم المواد، وكل قانون يستخدم حسب حالة كل مادة على النحو التالي
قوانين حجم المادة حسب الحالة الفيزيائية
- حساب الحجم عن طريق شرح طريقة الإزاحة تستخدم هذه الشرح طريقة للمواد الصلبة والسوائل والغازات العشوائية. إنها شرح طريقة دقيقة لحساب الحجم ويتم التعبير عنها بالقانون التالي حجم الجسم = حجم السائل المخفف في حاوية معينة ذات أبعاد معروفة.
- حساب الحجم بشرح طريقة الكثافة بما أن السوائل ليس لها أبعاد ثابتة وأشكال محددة، فمن السهل قياسها ؛ حساب حجمها صعب نوعًا ما، لذلك يتم استخدام الصيغة التالية حجم الجسم = وزن / كثافة الجسم. تتطلب هذه الشرح طريقة معرفة الكثافات العامة للمواد المختلفة في ظل الظروف العادية. تستخدم هذه الشرح طريقة لقياس حجم السوائل والمواد الصلبة.
- حساب الحجم في الأبعاد المادية للشكل المثلث وهي شرح طريقة تستخدم لحساب حجم المواد الصلبة ثلاثية الأبعاد. توجد قوانين خاصة للحجم لجميع الأشكال تستخدم لحساب الحجم، حيث تعتمد هذه القوانين على الأبعاد ويمكن قياسها بشرح طريقة سهلة.
- حساب حجم الغازات يوجد قانون مستخدم في حساب حجم الغازات وهو V = nRT / P، وكل حرف في هذا القانون يشير إلى شيء ما، حيث V هو الحجم المثالي للغاز باللتر، و n هو عدد مولات الغاز، و tp تشير إلى درجة الحرارة بوحدة كلفن، و p تشير إلى الضغط في أجهزة الصراف الآلي.
قوانين حجم المادة حسب الهندسة
هناك معادلة عامة تُستخدم في حساب حجم الأشكال ثلاثية الأبعاد، وهذه الصيغة هي حجم المادة = مساحة القاعدة × الارتفاع. فيما يلي قواعد حساب حجم الأشكال الهندسية ثلاثية الأبعاد
- المنشور الثلاثي صيغة حساب حجمه هي مساحة القاعدة × الارتفاع.
- الشكل الرباعي الصيغة المستخدمة لحساب حجمها هي مساحة القاعدة × الارتفاع، أي الطول × العرض × الارتفاع.
- المخروط إذا كان للمخروط قاعدة دائرية، تُستخدم هذه الصيغة لحساب حجمه 1/3 × (مساحة القاعدة × الارتفاع).
- الأسطوانة إذا كانت الأسطوانة لها قاعدة دائرية، يتم استخدام الصيغة التالية لحساب حجمها مساحة القاعدة × الارتفاع.
- الكرة استخدم الصيغة التالية لحساب حجم الكرة 4/3 x π x (نصف قطر الدائرة المركزية) ^ 3.
- الهرم يستخدم هذا القانون لحساب حجم الهرم مساحة القاعدة × الارتفاع، وبحسب شكل قاعدة الهرم يتم حساب مساحته.
أدوات قياس الحجم
وفقًا للشكل المادي للمادة المراد قياس حجمها، يتم تحديد المادة المستخدمة في القياس على النحو التالي
أدوات قياس حجم المواد الصلبة
- بما في ذلك المقياس الذي يقيس الكتلة ويحسب حجم المادة بعد معرفة كثافتها.
- تكون الحاويات على شكل منشور رباعي بأبعاد معروفة تحتوي على سوائل. حجم السائل المزاح في الحاوية يساوي حجم الجسم الصلب المغمور في هذا الجسم.
- يستخدم الشريط المتري لقياس أبعاد الشكل الرباعي والأشكال العادية الأخرى.
- وعاء أسطواني به سائل، حجم السائل المزاح في الأسطوانة يساوي حجم الجسم الصلب المغمور في هذا السائل.
أدوات قياس حجم الغاز
- المحقنة عن طريق إطلاق الغاز بعد التفاعل، لذلك يمكن حساب حجمها بعد إزاحتها في المحقنة.
- مقياس التدفق هو جهاز يباع في السوق يقيس تدفق حجم الغازات.
- توازن الكتلة، ويستخدم لحساب حجم الغاز بعد معرفة كثافته.
- دورق متدرج يستخدم في الماء المحتوي على غازات غير قابلة للذوبان.
أدوات قياس حجم السائل
- الحقن.
- دورق حجمي.
- أكواب.
- سحاحة.
- أدرج اختبار.
وهنا وصلنا إلى خاتمة مقالتنا التي شرحنا فيها تعريف الحجم ووحدات قياسه والفرق بينه وبين الكتلة والسعة.
ال