⚖️ نظرة عامة حول الحجم والكتلة

نظرة عامة حول الحجم والكتلة توضح الفرق بينهما، حيث تعبر الكتلة عن كمية المادة في الجسم بينما يعبر الحجم عن مقدار الحيز الذي يشغله، مع شرح العلاقة بينهما من خلال مفهوم الكثافة وأمثلة عملية على حساب الكتلة والحجم.

🧮 تعريف الكتلة

• الكتلة: كمية المادة التي يحتويها الجسم.
• الوحدات: كيلوغرام (كغ)، غرام (غ)، مليغرام (مغ).
• القياس: باستخدام الموازين المختلفة، بعضها يعطي قراءات دقيقة جدًا.
• ملاحظة: قد تتساوى الأحجام وتختلف الكتل، مثل كرة البولينج وكرة السلة؛ لهما حجم متقارب لكن كتلة البولينج أكبر بكثير.

📐 تعريف الحجم

• الحجم: مقدار الحيز الذي يشغله الجسم.
• الوحدات: لتر (L)، مليلتر (مل)، أو سم³ للأجسام الصلبة.
• القياس:
  • السوائل: باستخدام أدوات مدرجة مثل الأسطوانات المدرجة، الماصّات، السحّاحات.
  • الأجسام الصلبة المنتظمة: باستخدام قوانين رياضية مثل:
    • حجم المكعب = (طول الضلع)³.
    • حجم المنشور الرباعي = الطول × العرض × الارتفاع.
    • حجم الكرة = (4/3) × π × (نصف القطر)³.
    • حجم الأسطوانة = π × (نصف القطر)² × الارتفاع.

🔗 العلاقة بين الكتلة والحجم – الكثافة

• الكثافة (Density): كمية المادة في وحدة الحجم.
• القانون:

• الوحدات:
  • كغ/م³ في النظام العالمي.
  • غ/سم³ في الكيمياء.
• الحجم النوعي (Specific Volume): مقلوب الكثافة، ويعبر عن حجم المادة لكل وحدة كتلة.
• أهمية الكثافة:
  • تميز المواد النقية عن بعضها.
  • تبقى ثابتة عند درجة حرارة وضغط محددين.
  • تتغير مع تغير الحجم نتيجة الحرارة أو الضغط، بينما الكتلة تبقى ثابتة.

🧾 أمثلة تطبيقية على قانون الكثافة

1. مكعب زبدة: كتلة = 500 غ، حجم = 555 مل → الكثافة = 500 ÷ 555 = 0.9 غ/مل.
2. قطعة زجاج: كتلة = 50 غ، كثافة = 2.6 غ/سم³ → الحجم = 50 ÷ 2.6 = 19.2 سم³.
3. ميثانول: حجم = 589 مل، كثافة = 0.79 غ/مل → الكتلة = 589 × 0.79 = 465.31 غ.
4. نحاس: كتلة = 746 غ، كثافة = 8.9 غ/سم³ → الحجم = 746 ÷ 8.9 = 83.82 سم³.
5. مكعب معدني: طول الضلع = 7 م، كثافة = 10,800,000 كغ/م³ → الحجم = 7³ = 343 م³ → الكتلة = 343 × 10,800,000 = 3,704,400,000 كغ.

✅ خاتمة

إن فهم الحجم والكتلة ضروري في العلوم والهندسة، حيث يساعد على تحديد طبيعة المواد، حساب الكثافة، والتنبؤ بسلوكها في الظروف المختلفة. الكتلة تعكس كمية المادة، بينما الحجم يحدد الحيز الذي تشغله، والكثافة تربط بينهما لتكون أداة أساسية في التعرف على المواد وتطبيقاتها العملية.