دانش پایه – دانش عملیات واحدهای شیمیایی ۱
Thread Content
دانش عملیات واحدهای شیمیایی ۱: مفهوم چگالی. چگالی، جرم در واحد حجم است. واحد بینالمللی، کیلوگرم بر متر مکعب (kg/m3) است؛ علاوه بر آن، از گرم بر سانتیمتر مکعب (g/cm3) نیز به طور رایج استفاده میشود. برای مایعات یا گازها نیز از کیلوگرم بر لیتر (kg/L) و گرم بر میلیلیتر (g/mL) استفاده میشود. اما معمولاً از g/L استفاده نمیشود. معنای فیزیکی: معنای فیزیکی چگالی این است که یکی از ویژگیهای ماده، تغییر نمیکند؛ بلکه تنها با تغییر دما و فشار حالت ماده، تغییر میکند. نسبت جرم یک ماده به حجم آن، یعنی جرم همان ماده در واحد حجم، به نام چگالی آن ماده شناخته میشود. به عنوان مثال، چگالی آب در دمای ۴ درجه سانتیگراد برابر با ۱۰۳ کیلوگرم بر متر مکعب یا ۱ گرم بر سانتیمتر مکعب، یعنی ۱٫۰×۱۰³ کیلوگرم بر متر مکعب است. معنای فیزیکی این مقدار این است که جرم هر متر مکعب آب، ۱۰۰۰ کیلوگرم است. چگالی معمولاً با نماد «ρ» نشان داده میشود و خوانده میشود «رو». چگالی متوسط زمین ۵۵۱۸ کیلوگرم بر متر مکعب است. چگالی متوسط هوای خشک در شرایط استاندارد، ۰٫۰۰۱۲۹۳×۱۰³ کیلوگرم بر متر مکعب است. چگالی، یک کمیت فیزیکی است که برای توصیف جرم ماده در هر واحد حجم به کار میرود. چگالی را میتوان به عنوان نسبت یک کمیت به یک مقیاس نیز تعریف کرد؛ برای مثال، چگالی جمعیت، چگالی شار مغناطیسی یا شدت میدان مغناطیسی. تعریف چگالی این است که در دمای مشخصی، مقدار جرم ماده موجود در واحد حجم آن؛ یعنی نسبت جرم به حجم همان ماده. به صورت کیلوگرم بر متر مکعب یا گرم بر سانتیمتر مکعب نمایش داده میشود. در اجسامی با جرم یکسان، هرچه حجم کوچکتر باشد، چگالی بیشتر است و هرچه حجم بزرگتر باشد، چگالی کمتر میشود. عمدتاً برای تبدیل مقادیر، اندازهگیری در فرآیندهای دریافت و بازرسی کالا، کنترل کیفیت برخی نوع روغنها، و همچنین ارزیابی ساده عملکرد روغنها استفاده میشود. تبدیل چگالی: ۱ پوند بر فوت مکعب = ۱۶.۰۲ کیلوگرم بر متر مکعبضریب API: در دمای ۱۴۱.۵/۱۵.۵ درجه سانتیگراد، چگالی برابر با ۱۳۱.۵ است؛ ۱ پوند بر گالن = ۹۹.۷۷۶ کیلوگرم بر متر مکعب
چگالی بومه: در دمای ۱۴۰/۱۵.۵ درجه سانتیگراد، چگالی برابر با ۱۳۰ است؛ ۱ پوند بر اینچ مکعب = ۲۷٬۶۷۹.۹ کیلوگرم بر متر مکعب؛ ۱ پوند بر گالن آمریکایی = ۱۱۹.۸۲۶ کیلوگرم بر متر مکعب؛ ۱ پوند بر بشکه نفت = ۲.۸۵۳ کیلوگرم بر متر مکعب
۱ کیلوگرم بر متر مکعب = ۰.۰۰۱ گرم بر سانتیمتر مکعب؛ ۰.۰۰۱ گرم بر سانتیمتر مکعب = ۰.۰۶۲۴ پوند بر فوت مکعب. ρ = M/V. M=ρV. V= M/ρ. واحدهای رایج، گرم بر سانتیمتر مکعب هستند. g/cm3。 کیلوگرم بر متر مکعب. kg/m3。 رابطه تبدیل آنها این است: ۱ گرم بر سانتیمتر مکعب = ۱۰⁻³ کیلوگرم بر ۱۰⁻⁶ متر مکعب = ۱۰۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب. ۱۰۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب = ۱ گرم بر سانتیمتر مکعب. ۲۷۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب = ۲٫۷ گرم بر سانتیمتر مکعب. درک قوانین، محاسبات مربوط به چگالی را آسانتر میکند.