کثافت یکی از مشخصات مهم برای تشخیص مواد می باشد که به میزان متراکم بودن ذرات تشکیل دهنده مواد ارتباط دارد. به هر اندازه که ذرات تشکیل دهنده مواد متراکم باشد، جسم کثافت بیشتر داشته و سنگین می باشد یعنی دارای کتله و وزن بیشتر می باشد و به هر اندازه که ذرات تشکیل دهنده مواد از هم فاصله داشته باشند، جسم دارای کثافت کمتر بوده و لذا سنگینی کمتر داشته کتله و وزن کمتر دارد.

طور مثال: هرگاه سه ماده ذیل چوپ، آهن و سرب را باهم مقایسه نماییم به لحاظ کثافت قرار ذیل قرار می گیرند.

سرب> آهن > چوپ

در سرب اتوم های آن خیلی باهم متراکم است، در آهن میزان متراکم بودن ذرات نسبت به سرب کمتر و در چوپ ذرات تشکیل دهنده آن خیلی هم کمتر نسبت به دو مواد متذکره کمتر می باشد.

بنا کثافت به میزان متراکم بودن ذرات تشکیل دهنده یک ماده گفته می شود.

برای محاسبه کثافت مواد، کتله یک جسم را در فی واحد حجم آن دریافت می نماید که به این لحاظ گفته می توانیم: کثافت نسبت کتله فی واحد حجم مواد می باشد.

رابطه ریاضیکی برای محاسبه کثافت، قرار ذیل می باشد:

واحد بین المللی اندازه گیری کثافت Kg/m3 می باشد و تعدادی دیگر از واحدات اندازه گیری معمول برای کثافت، قرار ذیل می باشند:

یکی از موارد که کثافت را حایز اهمیت می سازد استفاده آن در توصیف مواد مختلف بر اساس مقاسیه کتله دوجسم با حجم های مساوی می باشد.

طور مثال: آیا حجم یک لیتر سیماب کتله مساوی با یک لیتر آب را خواهد داشت؟

جواب قطعا نخیر می باشد، چون یک لیتر سیماب کتله 13.5Kg و یک لیتر آب خالص کتله 1Kg را به حرارت اتاق دارا می باشد. بنا گفته می توانیم که سیماب دارای کثافت 13.53Kg/L بوده و کثافت آب خالص 1Kg/L می باشد.

در نتیجه کثافت یک جسم به میزان غلظت یا متراکم بودن ذرات تشکیل دهنده آن ارتباط دارد. در مثال داده شده به وضاحت درک می شود که اتوم ها سیماب با هم در یک حالت خیلی متراکم شده قرار دارند در حالیکه مالیکول های آب به اندازه سیماب باهم متراکم نمی باشند.

برای دانستن چگونگی اندازه گیری عملی کثافت مواد در حالت های جامد و مایع، بیننده ویدیو های ذیل باشید!

ویدیوی اول: اندازه گیری کثافت جامدات با ابعاد منظم هندسی.

ویدیوی دوم: اندازه گیری کثافت جامدات که دارای ابعاد منظم هندسی نباشند.

ویدیوی سوم: اندازه گیری کثافت مایعات.

ویدیوی چهارم: تاثیر حرارت بالای کثافت آب.

مثال ها:

1- کتله یک قطعه از سنگ مرمر 200 کیلوگرام و حجم آن 0.5 متر مکعب می باشد، کثافت آنرا محاسبه نمایید.

2- کثافت جسم چوبی را با در نظرداشت ابعاد داده شده در صورت که کتله آن 54 گرام باشد، محاسبه نمایید.

حل: برای دریافت کثافت، اول نیاز است تا با در نظرداشت ابعاد داده شده حجم جسم چوبی را محاسبه نماییم. برای دریافت حجم طول، عرض و ضخامت جسم را باهم ضرب می زنیم:

حال کثافت را محاسبه می نماییم: