books how to measure the material

قياس كتلة المادّة ووزنها

تُعرَّف الكتلة (بالإنجليزيّة: Mass) بأنّها مقدار فيزيائيّ يعبّر عن كميّة المادّة الموجودة في جسمٍ محدَّدٍ، وتُقاس بالكيلوغرام حسب النّظام العالميّ للوحدات، أمّا الوزن (بالإنجليزيّة: Weight) فهو مقدار جاذبيّة الأرض للجسم، كما عرّفها العالِم الفيزيائيّ المعروف نيوتن، وبهذا تُعدّ كتلة المادّة مقداراً ثابتاً لكميّةِ محدّدةٍ منها، أمّا الوزن فهو مقدار متغيّر؛ حسب موقع هذه المادّة.

تُقاس كتلة المادّة ووزنها بالاعتماد على عدّة أدواتٍ تختلف فيما بينها؛ حسب الدقّة والسّعة، ومن الأدوات المشهورة المُستخدَمة في قياس الكتلة الميزان ثلاثيّ الأذرع، أمّا الوزن فيُقاس بعدّة موازين، ومنها الميزان الزّنبركيّ؛ حيث يُحدِّد مقدار التمدُّد في السّلك الزنبركيّ وزنَ المادّة. والقانون الآتي يربط كلّاً من الوزن والكتلة معاً:

الوزن=الكتلة×تسارع جاذبيّة الكرة الأرضيّة

ملاحظة: مقدار تسارع الجاذبيّة الأرضيّة ثابت، ويساوي 9.8م/ث².

قياس حجم المادّة

حجم المادّة (بالإنجليزيّة: Volume) هو المقدار الذي يعبّر عن الحيز الذي تشغله المادّة في الفراغ، ويُقاس بالمتر المكعّب حسب النّظام العالميّ للوحدات. يُقاس حجم المادّة مخبريّاً في حال كانت المادّة سائلةً باستخدام المخبار المُدرَّج أو الكوب المُدرَّج، في حين يُقاس حجم الجسم ذي الشكل المُنتظَم بالاعتماد على قوانين رياضيّةٍ مُحدَّدةٍ، وفي حال كان الجسم غير منتظمٍ فإنّه لا يمكن قياس حجمه، إلا إن كان صغيراً، وذلك بوضعه في ماءٍ معلوم الحجم، وحساب الزّيادة في الحجم بعد غمسه فيه، فيكون الفرق بين الحجم قبل وضع الجسم وبعده هو قياس حجم الجسم.

قياس كثافة المادّة

كثافة المادّة (بالإنجليزيّة: Density) هي مقدار تركيز المادّة في الحجم الذي يشغله الجسم، ومن الجدير بالذّكر أنّ كتلة المادّة وحجمها وكثافتها مقاديرُ مرتبطةٌ ببعضها، وتُقاس حسب القانون الآتي:

كثافة المادّة=الكتلة/الحجم

ويُعبَّر عن الكثافة بوحدة كغ/م³، حسب النّظام العالميّ للوحدات.

قياس الكتلة الذريّة

الكتلة الذريّة (بالإنجليزيّة: Atomic Mass) هي مجموع كلٍّ من البروتونات والنّيوترونات الموجودة في نواة الذرّة، وتُقاس الكتلة الذريّة لمادّةٍ معيّنةٍ نسبيّاً حسب الكتلة الذريّة لنظير الكربون 12؛ حيث تساوي وحدة الكتلة الذرية 12/1 من كتلة ذرّة الكربون 12، وتُحسَب الكتلة الذريّة كما يأتي:

الكتلة الذريّة لذرّةٍ محدّدة=(12/1)×(كتلة ذرّة العنصر/كتلة ذرّة نظير الكربون12)

أمّا معدّل الكتلة الذريّة فهو عبارةٌ عن الكتلة الذريّة للعنصر عند وجود أكثر من نظيرٍ له، وهي القيمة التي تكون موجودةً في الجدول الدوريّ للعناصر، وتُحسَب بشكل عامٍ كما يأتي:

معدّل الكتلة الذريّة=(كتلة النظير الأوّل×نسبة وجوده+كتلة النّظير الثاني×نسبة وجوده)/100

قياس عدد المولات

يُعرَّف المول (بالإنجليزيّة: Mole) بأنّه كميّة المادّة التي تحتوي عدداً مقداره 6.02×10^23 من الجزيئات أو الذرّات، ويُطلَق على هذا المقدار اسم عدد أفوجادرو؛ نسبةً إلى العالم الإيطاليّ أميدو أفوجادرو، كما يساوي المول عدد الذرّات أو الجزيئات الموجودة في اثني عشر غراماً من ذرّة نظير الكربون 12، وتُحسب قيمته كما يأتي:

عدد المولات=عدد الذرّات/عدد أفوغادرو

أو عدد المولات=الكتلة/الكتلة الموليّة

قياس الكتلة الموليّة

الكتلة الموليّة (بالإنجليزيّة:Molar Mass) هي كتلة الجسيمات الموجودة في مولٍ واحدٍ من المادّة؛ فمول واحد من الحديد هو مول واحد من الذّهب، فإذا تكوّنت المادّة من ذرّاتٍ؛ فالكتلة الموليّة هي كتلة الذرّات بالغرام في مولٍ واحدٍ منها، أمّا إذا تكوّنت من جزيئات؛ فتُحسَب كتلة الذرّات المختلفة المكوّنة للجزيء الموجودة في مولٍ واحدٍ منه بالغرام، وتُحسَب الكتلة الموليّة باستخدام القانون الآتي:

الكتلة الموليّة= الكتلة/عدد المولات