أدوات قياس حجم الأجسام الصلبة
تُعرف الأجسام الصلبة بأنها كائنات تتميز بشكلهما وحجمهما الثابتين، وتنقسم هذه الأجسام من حيث الشكل إلى فئتين: الأجسام الصلبة منتظمة الشكل والأجسام الصلبة غير منتظمة الشكل.
الأجسام الصلبة منتظمة الشكل
يمكن قياس حجم الأجسام الصلبة منتظمة الشكل عن طريق قياس أبعادها الثلاثة (الطول، العرض، الارتفاع) ثم استخدام القوانين الرياضية لحساب الحجم. على سبيل المثال، يمكن حساب حجم مكعب من خلال قياس أبعاده الثلاثة ثم ضرب هذه القيم لتحصل على الناتج، حيث يُحسب حجم المكعب من خلال ضرب الطول في العرض في الارتفاع.
الأجسام الصلبة غير منتظمة الشكل
لقياس حجم الأجسام الصلبة غير منتظمة الشكل، يُستخدم أسلوب الإزاحة المائية. ولتنفيذ هذه الطريقة، يمكن اتباع الخطوات التالية:
- في البداية، امتلئ أنبوب اختبار مدرج بكميات من الماء، وسجل مستوى الماء عبر قراءة التدريج على الأنبوب.
- قم بإدخال الجسم الصلب المراد قياس حجمه في الأنبوب، ثم قم بأخذ القراءة الجديدة لمستوى الماء.
- احسب الفرق بين القيمة الأولى والثانية لمستوى الماء.
- يمثل الفرق الناتج حجم الجسم الصلب غير منتظم الشكل.
أدوات قياس حجم السائل
على الرغم من أن السوائل تأخذ شكل الإناء الذي توضع فيه، إلا أن حجمها يبقى ثابتًا، وتصنع أدوات قياس أحجام السوائل عادةً من الزجاج أو البلاستيك، وأحيانًا من المعدن. يستخدم العلماء، لا سيما الكيميائيون، مجموعة متنوعة من الأواني الزجاجية لقياس الأحجام. وتعتمد الأداة المناسبة لقياس حجم السائل على عاملين: حجم السائل المراد قياسه، والدقة المرغوبة في القياس. من بين الأدوات الشائعة المستخدمة لهذا الغرض:
- السحاحة (Burette).
- الملاعق والكؤوس المعيارية (Measuring Cups and Spoons).
- الأسطوانة المدرجة (Graduated Cylinder).
- الحقن والماصات (Syringes and Pipettes).
- الدورق الحجمي (Volumetric Flask).
أدوات قياس حجم الغاز
يُعتبر الغاز أحد حالات المادة الثلاث، حيث يتكون من جزيئات ليس لها شكل أو حجم محدد. يمكن أن يكون الغاز مكونًا من ذرات عنصر فردي مثل الهيدروجين أو الأرغون، أو من مركبات كيميائية مثل ثاني أكسيد الكربون، أو خليط مثل الهواء والغاز الطبيعي. تُعد طريقة قياس حجم الغاز من خلال إزاحة الماء واحدة من أكثر الطرق شيوعًا في المختبرات. تعتمد هذه الطريقة على عدة أدوات، وتتمثل خطواتها فيما يلي:
- املأ البالون بكمية معينة من الغاز عن طريق وضعه على فوهة خزان الغاز ثم ربط نهايته.
- احضر وعاءين بحجمين مختلفين، وضع الوعاء الأصغر داخل الوعاء الأكبر.
- املأ الوعاء الصغير بالماء حتى يمتلئ، مع التأكد من بقاء الوعاء الأكبر جافًا.
- ثم قم بوضع البالون على سطح الوعاء المملوء بالماء ودفعه للأسفل باستخدام جسم مسطح حتى يغمره الماء بالكامل، مما يؤدي إلى انسكاب بعض الماء من الوعاء الصغير إلى الوعاء الكبير. وتجدر الإشارة إلى أن كمية الماء المنسكبة تمثل حجم الهواء الموجود داخل البالون.