बुनियादी ज्ञान – रासायनिक उत्पादन प्रक्रियाओं से संबंधित ज्ञान 1

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रासायनिक इकाई संचालन संबंधी ज्ञान 1: घनत्व की अवधारणा
घनत्व, किसी वस्तु का इकाई आयतन में मौजूद द्रव्यमान होता है। अंतर्राष्ट्रीय इकाई किलोग्राम प्रति घन मीटर (kg/m³) है; इसके अलावा, ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर (g/cm³) का भी उपयोग किया जाता है। तरल पदार्थों या गैसों के लिए, किलोग्राम प्रति लीटर (kg/L) एवं ग्राम प्रति मिलीलीटर (g/mL) का उपयोग किया जाता है। लेकिन g/L का उपयोग आमतौर पर नहीं किया जाता। भौतिक अर्थ: घनत्व का भौतिक अर्थ यह है कि यह किसी पदार्थ का ऐसा गुण है जो द्रव्यमान एवं आयतन में परिवर्तन होने पर भी नहीं बदलता; बल्कि यह केवल पदार्थ की अवस्था, तापमान एवं दबाव में परिवर्तन होने पर ही बदलता है। किसी पदार्थ के द्रव्यमान एवं उसके आयतन के अनुपात को, अर्थात् प्रति इकाई आयतन में मौजूद पदार्थ के द्रव्यमान को, उस पदार्थ का घनत्व कहा जाता है। पानी के उदाहरण से समझें – 4℃ पर पानी का घनत्व 103 किलोग्राम/मीटर³ या 1 ग्राम/घन सेंटीमीटर होता है। 1.0×10³ किलोग्राम/मीटर³ का भौतिक अर्थ यह है कि प्रति घन मीटर पानी का द्रव्यमान 1000 किलोग्राम होता है। घनत्व को आमतौर पर “ρ” से दर्शाया जाता है; इसका उच्चारण “रौ” होता है। पृथ्वी का औसत घनत्व 5518 किलोग्राम/मीटर³ है। मानक परिस्थितियों में, सूखी हवा का औसत घनत्व 0.001293×10³ किलोग्राम/मीटर³ होता है। घनत्व, एक भौतिक मात्रा है; इसका उपयोग किसी पदार्थ के इकाई आयतन में मौजूद द्रव्यमान को व्यक्त करने हेतु किया जाता है। घनत्व को, किसी मात्रा एवं किसी सीमा के अनुपात के रूप में भी समझा जा सकता है; उदाहरण के लिए जनसंख्या घनत्व, चुंबकीय घनत्व आदि। इनकी परिभाषा यह है कि निर्धारित तापमान पर, किसी पदार्थ के प्रति घन इकाई में मौजूद पदार्थ का द्रव्यमान, अर्थात् उसी पदार्थ के द्रव्यमान एवं आयतन का अनुपात। किलोग्राम/मीटर³ को “किलोग्राम प्रति घन मीटर” कहा जाता है, जबकि ग्राम/सेंटीमीटर³ को “ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर” कहा जाता है। एक ही द्रव्यमान वाली वस्तुओं में, जितना आयतन कम होता है, उतनी ही घनत्व अधिक होती है; और जितना आयतन अधिक होता है, उतनी ही घनत्व कम होती है। इसका उपयोग मुख्य रूप से मात्रा की गणना, आपूर्ति की जाँच, कुछ तेलों की गुणवत्ता नियंत्रण हेतु, एवं तेलों के गुणों का सरल मूल्यांकन करने हेतु किया जाता है। घनत्व का रूपांतरण:
1 पाउंड/फीट³ = 16.02 किलोग्राम/मीटर³
API डिग्री: 141.5/15.5°C पर घनत्व = 131.5
1 पाउंड/गैलन = 99.776 किलोग्राम/मीटर³
1 बौमे घनत्व: 140/15.5°C पर घनत्व = 130
1 पाउंड/इंच³ = 27,679.9 किलोग्राम/मीटर³
1 पाउंड/अमेरिकी गैलन = 119.826 किलोग्राम/मीटर³
1 पाउंड/तेल बैरल = 2.853 किलोग्राम/मीटर³
1 किलोग्राम/मीटर³ = 0.001 ग्राम/सेमी³
0.001 ग्राम/सेमी³ = 0.0624 पाउंड/फीट³

ये ही घनत्व संबंधी गणना सूत्र एवं इकाइयाँ हैं। ρ = M/V। M = ρV। V = M/ρ। आमतौर पर उपयोग में आने वाली इकाई ग्राम/घन सेंटीमीटर है। g/cm3。 किलोग्राम/वर्ग मीटर। kg/m3。 इनका रूपांतरण संबंध यह है: 1 ग्राम/सेमी³ = 10⁻³ किलोग्राम/10⁻⁶ मी³ = 1000 किलोग्राम/मी³। 1000 किग्रा/मी³ = 1 ग्राम/सेमी³। 2700 किग्रा/मी³ = 2.7 ग्राम/सेमी³। घनत्व से संबंधित गणनाओं में, नियमों को समझना काफी आसान होता है।