أدوات قياس حجم الأجسام الصلبة
الأجسام الصلبة تُعرَف على أنها أجسام تتميز بشكلهما وحجمهما الثابتين، وتنقسم هذه الأجسام إلى نوعين بناءً على شكلها: الأجسام الصلبة منتظمة الشكل والأجسام الصلبة غير منتظمة الشكل.
الأجسام الصلبة منتظمة الشكل
يمكن قياس حجم الأجسام الصلبة ذات الأشكال المنتظمة من خلال قياس أبعادها الثلاثة (الطول، العرض، والارتفاع) ومن ثم حساب الحجم باستخدام قوانين الحجم المعروفة. على سبيل المثال، يتم قياس حجم المكعب من خلال قياس أبعاده، حيث يُحسب حجمه من خلال ضرب الطول في العرض في الارتفاع.
الأجسام الصلبة غير منتظمة الشكل
يمكن قياس حجم الأجسام الصلبة غير المنتظمة من خلال استخدام طريقة الإزاحة، وذلك باستخدام أنبوب اختبار مدرج وذلك وفقاً للخطوات التالية:
- تعبئة أنبوب مدرج بكمية من الماء وقياس منسوب الماء من خلال قراءة التدريج الموجود على الأنبوب.
- إدخال الجسم الصلب المراد قياس حجمه في الأنبوب، ثم أخذ القراءة الجديدة لمستوى الماء.
- طرْح القيمة الأولى لمستوى الماء من القيمة الجديدة لمستوى الماء.
- الفرق بين القراءتين يدل على حجم الجسم الصلب غير المنتظم.
أدوات قياس حجم السائل
بينما تأخذ الأجسام السائلة شكل الإناء الذي توضع فيه، إلا أنها تحتفظ بحجمها الثابت. تتم صناعة أدوات قياس حجم السوائل عادةً من الزجاج أو البلاستيك، وفي بعض الأحيان من المعدن. يستخدم العلماء والكيميائيون مجموعة متنوعة من الأواني الزجاجية لقياس الأحجام، وتعتمد الاختيارات على عاملين رئيسيين هما: الحجم المطلوب والدقة المطلوبة. ومن الأمثلة على هذه الأدوات:
- السحاحة (بالإنجليزية: Burette).
- الكؤوس والملاعق القياسية (بالإنجليزية: Measuring Cups and Spoons).
- الأسطوانة المدرجة (بالإنجليزية: Graduated Cylinder).
- الحقن والماصات (بالإنجليزية: Syringes and Pipettes).
- الدورق الحجمي (بالإنجليزية: Volumetric Flask).
أدوات قياس حجم الغاز
الغاز يعد أحد حالات المادة الثلاث، ويتكون من جسيمات ليس لها شكل ثابت أو حجم محدد. قد يتكون الغاز من ذرات عنصر فردي مثل الهيدروجين أو الأرغون، أو من مركبات مثل ثاني أكسيد الكربون، أو من مخاليط مثل الهواء والغاز الطبيعي. تُعتبر طريقة إزاحة الماء من الطرق الأساسية التي يستخدمها العلماء لقياس حجم الغاز، والتي تعتمد على الأدوات التالية:
- تعبئة بالون بكمية معينة من الغاز عن طريق وضعه على فوهة خزان الغاز ثم ربط نهايته.
- إحضار وعاءين بحجمين مختلفين، مع وضع الوعاء الأصغر داخل الوعاء الأكبر.
- تعبئة الوعاء الأصغر بالماء حتى يمتلئ، مع التأكد من أن الوعاء الأكبر يبقى جافاً تماماً.
- وضع البالون فوق الوعاء المملوء بالماء ثم دفعه للأسفل باستخدام جسم مسطح حتى يغمره الماء تماماً، مما يؤدي إلى انسكاب الماء في الوعاء الأكبر. تحدد كمية الماء التي انسكبت من الوعاء الأصغر إلى الوعاء الأكبر حجم الهواء داخل البالون.
