घनत्व किसे कहते हैं? परिभाषा, मात्रक तथा सूत्र

हमारे दैनिक जीवन में घनत्व का बहुत ही महत्वपूर्ण स्थान है| क्योंकि घनत्व के कारण हम कई चीजों को निर्धारित कर सकते हैं|

जैसे कि कोई पदार्थ पानी में तैरेगा या नहीं इसका निर्धारण घनत्व के आधार पर किया जा सकता है|

इसके अलावा कोई जहाज कितने माल को ढो सकता है इसका निर्धारण भी घनत्व के आधार पर किया जा सकता है|

पाइप के माध्यम से तरल को स्थानांतरित करने के लिए कितना बल आवश्यक है, यह निर्धारित करते समय घनत्व की माप बहुत उपयोगी होती है।

तो चलिए यह जानते हैं कि घनत्व किसे कहते हैं (Ghanatv kise kahate hain), घनत्व की परिभाषा तथा इसका सूत्र क्या होता है और घनत्व का मात्रक क्या होता है| 

घनत्व क्या है?

घनत्व को उसके द्रव्यमान प्रति इकाई आयतन के रूप में परिभाषित किया जाता है। किसी तत्व के द्रव्यमान और उसके आयतन के अनुपात को घनत्व कहा जाता है|अर्थात किसी पदार्थ के एकांक आयतन के द्रव्यमान को घनत्व कहते हैं|

घनत्व को ग्रीन अक्षर ρ (rho- रो) से प्रदर्शित किया जाता है| अंतर्राष्ट्रीय पद्धति में घनत्व की इकाई (मात्रक) kg/m³ होती है| Ghanatv ka matrak- kg/m³.

जल को सार्वत्रिक द्रव्य माना जाता है, और 25 डिग्री सेल्सियस तापमान पर जल का घनत्व 1000 kg/m³ या 1 g/cm³ होता है|

आपने देखा होगा कि यदि किसी डिब्बे में रुई भरी जाए और उसी डिब्बे में यदि पत्थर भरा जाए तो पत्थर से भरा डिब्बा ज्यादा वजन का होता है|

यह पत्थर के घनत्व के कारण होता है क्योंकि पत्थर का घनत्व रुई के घनत्व से ज्यादा होता है|

अर्थात हम यह कह सकते हैं कि हल्के पदार्थों का घनत्व कम और भारी पदार्थों का घनत्व ज्यादा होता है|

घनत्व पदार्थों का एक महत्वपूर्ण गुण होता है, और यह पदार्थ के द्रव्यमान की मात्रा पर निर्भर नहीं करता है, क्योंकि यह द्रव्यमान/आयतन अनुपात है जो एक ही पदार्थ के लिए स्थिर रहता है। इसी गुण के कारण एक पदार्थ को दूसरे से अलग करना संभव हो जाता है।

पृथ्वी पर पाए जाने वाले सभी पदार्थों का घनत्व अनेक अनेक होता है| कुछ पदार्थों का घनत्व बहुत कम और कुछ पदार्थों का घनत्व बहुत ज्यादा होता है|

जैसे कि गैसों का घनत्व बहुत कम होता है वही लोहा आदि ठोस पदार्थों का घनत्व बहुत ज्यादा होता है| 

इसीलिए घनत्व को मापने के कई मात्रक हैं| जैसे कि kg/m³, g/cm³  आदि|

अभी तक हमने जाना कि घनत्व क्या होता है| अर्थात घनत्व की परिभाषा से अब हम परिचित हो चुके हैं तो चलिए अब जानते हैं कि घनत्व का सूत्र एवं इसका मात्रक क्या होता है|

घनत्व का सूत्र क्या होता है?

घनत्व की परिभाषा के अनुसार हम घनत्व के सूत्र को इस प्रकार निरूपित कर सकते हैं-

ρ=m/V

 जहां ρ= घनत्व, m= द्रव्यमान तथा V=  आयतन होता है|

घनत्व का मात्रक क्या होता है?

घनत्व एक सदिश राशि होती है| घनत्व का SI मात्रक किलोग्राम प्रति मीटर क्यूब (kg/m³) होता है|  जबकि CGS पद्धति में घनत्व का मात्रक (g/cm3) होता है|

अधिकतर परिस्थितियों में घनत्व समान होता है परंतु तापमान बढ़ने या घटने पर घनत्व में कुछ परिवर्तन देखा जाता है|

घनत्व में परिवर्तन

किसी वस्तु का दबाव या तापमान बदलने से आम तौर पर उसका घनत्व बदल जाएगा। जैसे-जैसे तापमान घटता है, किसी पदार्थ में अणुओं की गति धीमी हो जाती है; जैसे-जैसे वे धीमे होते हैं, उन्हें कम जगह की आवश्यकता होती है, जिससे घनत्व बढ़ जाता है।

इसके विपरीत, तापमान में वृद्धि से आमतौर पर घनत्व में कमी आती है। लेकिन इसमें कुछ अपवाद भी शामिल हैं: उदाहरण के लिए, पानी जमने पर थोड़ा फैलता है, इसलिए बर्फ तरल पानी की तुलना में कम घना होता है। बर्फ पानी पर तैरती है, क्योंकि बर्फ का घनत्व कम होता है।

Ghanatv kise kahate hain और घनत्व की परिभाषा एवं घनत्व के मात्रक तथा सूत्र के बारे में जानकारी प्राप्त करने के बाद, अब हम घनत्व के प्रकार एवं उसके उदाहरण के बारे में जानकारी प्राप्त करेंगे|

घनत्व के प्रकार- 

पूर्ण घनत्व | Absolute density 

जिस घनत्व को हमने ऊपर बताया है वही घनत्व पूर्ण घनत्व होता है| अर्थात पूर्ण घनत्व द्रव्यमान और आयतन के बीच का अनुपात होता है।

आपेक्षिक घनत्व | Relative density

किसी पदार्थ का आपेक्षिक घनत्व 4°C पर उसके घनत्व और पानी के घनत्व के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।

दूसरे शब्दों में हम यह कह सकते हैं की आपेक्षिक घनत्व घनत्व होता है जो किसी पदार्थ का घनत्व किसी दूसरे पदार्थ के घनत्व के सापेक्ष निरूपित किया जाए|

आपेक्षिक घनत्व का सूत्र-

आपेक्षिक घनत्व का सूत्र निम्नलिखित है-

आपेक्षिक घनत्व = भौतिक घनत्व / जल का घनत्व

यहां यह ध्यान देना आवश्यक है कि

सामग्री और पानी के घनत्व दोनों को समान दबाव और तापमान की परिस्थितियों में मापा जाना चाहिए, और समान इकाइयों में व्यक्त किया जाना चाहिए।

स्पष्ट घनत्व | Apparent density

स्पष्ट घनत्व की गणना किसी पदार्थ के द्रव्यमान और इसकी मात्रा के बीच के अनुपात से की जाती है, जिसमें हवा के साथ छिद्र और रिक्त स्थान भी शामिल होते हैं:

स्पष्ट घनत्व का सूत्र-

स्पष्ट घनत्व = द्रव्यमान / आयतन = (कण द्रव्यमान + वायु द्रव्यमान) / (कण आयतन + वायु आयतन)

घनत्व के उदाहरण

• रक्त का घनत्व 1060 kg/m³ होता है।
• सबसे हल्की धातु लिथियम है, जिसका घनत्व 530 किग्रा/मीटर³ होता है|
• क्वार्क प्लाज्मा का घनत्व 1 × 10 19 किग्रा / मी³ होता है|
• ऑस्मियम 22,570 kg/m³ के घनत्व के साथ ज्ञात सबसे सघन धातु है।

महत्वपूर्ण प्रश्न-

सर्वाधिक घनत्व कहाँ होता है?

ब्रह्मांड में सबसे अधिक घनत्व ब्लैक होल में है। एक ब्लैक होल का घनत्व लगभग 1014 किग्रा/मीटर 3 होता है।

प्लास्टिक की गेंद पानी में क्यों तैरती है ?

यदि किसी पिंड का घनत्व तरल के घनत्व से अधिक है, तो वह पिंड तरल में डूब जाएगा, और यदि कम है, तो यह सतह पर तैरने लगेगा। क्यूंकि गेंद का घनत्व पानी के घनत्व से काम होता है अतः गेंद पानी पर तैरती रहती है।