ما هو قانون الحجم

يصف الحجم مقدار المساحة التي تشغلها مادة ما ويعطى باللتر (SI) أو غالون ،  يتم تحديد حجم المادة من خلال كمية المادة الموجودة ومدى تقارب جزيئات المادة معًا ، بالنسبة لكتلة وحجم معينين ، مقدار المساحة المادية التي تشغلها مادة ما ، من كائن أو مادة ، تظل الكثافة ثابتة عند درجة حرارة وضغط معينة ، معادلة هذه العلاقة هي

 يتم تعريف الكثافة (ρ) بأنها الكتلة (m) مقسومة على الحجم (V)، ويتم قياس الكثافة بوحدة كيلوغرام لكل متر مكعب (kg/m3)، ويتم تعريف مقلوب الكثافة (1/ρ) بالحجم المحدد ويتم قياسه بالمتر المكعب/الكيلوغرام.

في الرياضيات، يمكن تعريف الحجم على أنه المساحة المحيطة بالحدود أو المساحة التي يحتلها الجسم. يتم قياس حجم الأجسام الصلبة بوحدات مكعبة. على سبيل المثال، إذا كانت أطوال الأضلاع تبلغ 3 أمتار، فإن الحجم سيكون 27 متر مكعب. وإذا كانت أطوال الأضلاع تبلغ 3 أقدام، فسيكون الحجم 27 قدم مكعب. الشيء الأهم عند حساب الحجم هو أن تكون جميع الأبعاد بنفس الوحدة .

ما هو قانون الحجم

حساب الحجم باستخدام الكثافة

تصف قوانين الكثافة والكتلة والحجم العلاقة بين كتلة المادة وحجمها. يمكن الحصول على الكثافة من خلال الصيغة: الكثافة = الكتلة / الحجم. لذلك، إذا كانت الكثافة والكتلة لمادة معينة معروفة، يمكن تحديد الحجم بقسمة الكتلة على الكثافة: الحجم = الكتلة / الكثافة

يمكن أيضًا تحديد الكتلة عن طريق إعادة صياغة الصيغة بحيث يتم ضرب الحجم في الكثافة لتساوي الكتلة (الكتلة = الحجم × الكثافة)، وعند تحديد كتلة أو حجم مادة ما من كثافتها، يجب معرفة كثافة تلك المادة.

الكثافة هي خاصية طبيعية للمادة، وتقاس بمقدار الكتلة في حجم محدد من المادة أو كمية المادة الموجودة في منطقة محددة. كثافة المادة ثابتة عند درجة حرارة محددة، حيث يزداد الحجم بنسبة متناسبة مع زيادة كتلة العينة. يتم حساب الكثافة عن طريق قسمة كتلة المادة على الحجم (الكثافة = الكتلة / الحجم). إذا لم يكن لدينا معلومات عن كثافة المادة، يمكننا حساب الحجم من خلال تحديد كتلة العينة.

حدد كثافة المادة ،  تتوفر العديد من المصادر المرجعية التي تعطي كثافة المركبات المختلفة ، تشمل المراجع المستخدمة بشكل شائع مؤشر Merck وكتيب CRC للكيمياء والفيزياء ، على سبيل المثال ، تبلغ كثافة الماء النقي جرامًا واحدًا لكل سنتيمتر مكعب عند أربع درجات مئوية. لاحظ أن كثافة المادة تتغير مع تغير درجة الحرارة.

يمكن تحديد كتلة المادة باستخدام ميزان، ويمكن استخدام إما الميزان ذو الأشعة الثلاثية أو الميزان الإلكتروني. وتتمثل إحدى طرق قياس الكتلة في إيجاد التوازن بين الحاوية التي تحتوي على العينة والميزان، ثم يتم إضافة العينة إلى الحاوية وقياس كتلة الحاوية والعينة. بدلا من ذلك، يمكن تحديد الكتلة عن طريق قياس كتلة الحاوية ومن ثم قياس كتلة الحاوية مع المادة. يتم حساب كتلة المادة عن طريق طرح كتلة الحاوية من إجمالي كتلة الحاوية والمادة (كتلة المادة = كتلة الحاوية والمادة – كتلة الحاوية).

يمكن حساب حجم المادة عن طريق قسمة كتلة المادة على الكثافة (الحجم = الكتلة / الكثافة). يجب الحرص على الاحتفاظ بالوحدات ثابتة أثناء العمليات الحسابية، ويجب مراعاة وحدات القياس للحصول على نتيجة صحيحة. على سبيل المثال، إذا تم توفير الكثافة بالكيلوجرام لكل لتر وتم قياس الكتلة بالجرام، فيجب تحويل الجرام إلى كيلوجرام للحصول على حجم بالوحدة اللتر. إذا تم توفير الكثافة بالجرام لكل سنتيمتر مكعب، فيجب قياس الكتلة بالجرام وتحديد الحجم بالسنتيمتر المكعب.

 إذن قانون الحجم = الكتلة ÷ الكثافة .  

قانون الحجم في الرياضيات

في الرياضيات، الحجم هو كمية المساحة في كائن ثلاثي الأبعاد معين، على سبيل المثال، إذا كان طول حوض السمك 3 أقدام وعرضه 1 قدم وارتفاعه 2 أقدام، فإن الحجم يتم حسابه بضرب الطول في العرض في الارتفاع، وهو 3 × 1 × 2، وبالتالي يكون حجم حوض السمك 6 أقدام مكعبة.

يمكن لنا استخدام العثور على حجم جسم ما لتحديد الكمية المطلوبة لملء هذا الجسم، مثل كمية الماء اللازمة لملء زجاجة أو حوض مائي أو خزان مياه.

يتم قياس حجم الجسم بوحدات مثل المتر المكعب والسنتيمتر المكعب والبوصة المكعبة والقدم المكعبة، مثل حجم المكعب أو المستطيل، مع تحديد الوحدات المكعبة.  

قانون الحجم للسوائل

السوائل لها حجم أيضًا مثل المواد الصلبة ، إنها مقدار المساحة التي تشغلها ، ولكن من الواضح أنها يجب أن تكون في نوع من الحاويات ،  بالنسبة للسوائل ، نستخدم وحدات مختلفة ، لكن المفهوم واحد ، تحتوي الأحجام السائلة على وحدات مثل اللترات والجالونات والمكاييل والميل ليترات ، كلها مجرد مقاييس الحجم ويمكن تحويل الوحدات من وحدة إلى أخرى ،  على سبيل المثال 10 جالون هو نفس حجم 1.34 قدم مكعب.  

تعريف الحجم

الحجم هو مقدار الفضاء ثلاثي الأبعاد المغلق بالسطح المغلق ، أو هو  المساحة التي تشغلها أو تحتوي عليها مادة (صلبة ، سائلة ، غازية ، أو بلازما) أو شكل ، يُفهم عمومًا أن حجم الحاوية هو سعة الحاوية ، أي كمية السوائل الخارجة (الغاز أو السائل) التي يمكن أن تحتويها الحاوية ، بدلاً من مقدار المساحة التي تفرغها الحاوية نفسها.

 يمكن حساب أحجام بعض الأشكال البسيطة، مثل الأشكال العادية المستقيمة والدائرية، بسهولة باستخدام الصيغ الحسابية، بالإضافة إلى تخصيص أحجام للأشكال الرياضية ثلاثية الأبعاد. وغالبا ما يتم تحديد الحجم بشكل عددي باستخدام وحدة المتر المكعب المشتقة من النظام الدولي للوحدات .  

تشمل وحدات الحجم:

• متري: سنتيمتر مكعب (سم³) ، متر مكعب (م³) ، لتر
• المعيار الأمريكي: أوقية سائلة، بوصة مكعبة، قدم مكعب، كيلوجرامات، جالون .

قانون حجم المكعب

المكعب هو حالة خاصة من متوازي المستطيلات ، ويُقاس حجم متوازي المستطيلات الطول × العرض × الارتفاع ، أي أن حجم المكعب = الطول × العرض × الارتفاع  ، وبما أن طول الأضلاع كلها متساوية ، فإن حجم المكعب = (طول الضلع ) تكعيب .

يجب تذكر أن جميع حواف المكعب لها نفس الطول، ويمكن حساب حجم المكعب بضرب طول أي حافة في نفسه ثلاث مرات، لذا إذا كان طول الحافة 4، فإن الحجم يساوي 4 × 4 × 4 = 64 .

يشبه المكعب الصندوق الفارغ وجدران الصندوق ليست سميكة، لذلك فإن حجم المكعب صفري بالمعنى الدقيق للكلمة، وعند الحديث عن حجم المكعب، نتحدث فعلا عن كمية السائل التي يمكن أن يحتويها أو عدد الوحدات المكعبة التي يمكن وضعها داخله.

 إذا أخذت صندوقًا معدنيًا فارغًا وقمت بصهره ، فسوف ينتهي بك الأمر مع كتلة صغيرة من المعدن ، إذا كان الصندوق مصنوعًا من المعدن بسمك صفر ، فلن تحصل على أي معدن على الإطلاق ، هذا ما نعنيه عندما نقول أن المكعب ليس له حجم ، الطريقة الصحيحة تمامًا للقول إنه “الحجم المحاط بمكعب” – المساحة الموجودة بداخله .

الوحدات : يجب تذكر أن طول الحافة والحجم سيكونان بنفس الوحدات، لذلك إذا كان طول الحافة بالأميال، فسيكون الحجم بالأميال المكعبة، وهكذا.