أدوات قياس حجم الأجسام الصلبة
تُعرف الأجسام الصلبة بأنها أجسام لها شكل وحجم ثابتين، ويمكن تقسيم الأجسام الصلبة إلى نوعين استنادًا إلى شكلها: الأجسام ذات الأشكال المنتظمة والأجسام ذات الأشكال غير المنتظمة.
الأجسام الصلبة ذات الأشكال المنتظمة
يمكن قياس حجم الأجسام الصلبة ذات الأشكال المنتظمة من خلال قياس أبعادها الثلاثة (الطول، العرض، الارتفاع) ثم تطبيق قوانين الحجم المعروفة. على سبيل المثال، يتم قياس حجم المكعب عن طريق قياس الأبعاد المذكورة ثم حساب الحجم الناتج من ضرب الطول في العرض في الارتفاع.
الأجسام الصلبة ذات الأشكال غير المنتظمة
يمكن قياس حجم الأجسام الصلبة ذات الأشكال غير المنتظمة باستخدام طريقة إزاحة الماء، وذلك بالتعامل مع أنبوب اختبار مدرج كما هو موضح أدناه:
- ملء الأنبوب المنتظم الشكل بكمية معينة من الماء وقياس منسوب الماء عبر قراءة التدريج.
- إدخال الجسم الصلب المراد قياس حجمه في الأنبوب، ثم قياس المستوى الجديد للماء.
- طرح القيمة الأولية لمستوى الماء من القيمة الجديدة بعد إدخال الجسم.
- الفرق الناتج هو حجم الجسم الصلب غير المنتظم.
أدوات قياس حجم السوائل
على الرغم من أن الأجسام السائلة تأخذ شكل الإناء الذي توضع فيه، إلا أنها تحتفظ بحجم ثابت. تتنوع أدوات قياس السوائل في العادة ما بين الزجاج، البلاستيك، وفي بعض الأحيان المعدن. يستخدم العلماء والكيميائيون مجموعة متنوعة من الأواني الزجاجية لقياس الأحجام، وتعتمد الأداة المختارة على عاملين رئيسيين: الحجم المطلوب والدقة المطلوبة. ومن بين الأدوات المستخدمة:
- السحاحة (بالإنجليزية: Burette).
- الكؤوس والملاعق المعيارية (بالإنجليزية: Measuring Cups and Spoons).
- الإسطوانة المدرجة (بالإنجليزية: Graduated Cylinder).
- الحقن والماصات (بالإنجليزية: Syringes and Pipettes).
- الدورق الحجمي (بالإنجليزية: Volumetric Flask).
أدوات قياس حجم الغاز
يُعد الغاز أحد الحالات الثلاث للمادة، حيث يتكون من جسيمات ليس لها شكل أو حجم محدد. قد يتكون الغاز من ذرات عنصر واحد مثل الهيدروجين أو الأرغون، أو كمركبات مثل ثاني أكسيد الكربون، أو مخاليط كالهواء والغاز الطبيعي. تعتبر طريقة إزاحة الماء من الطرق الأساسية التي يعتمد عليها العلماء لقياس حجم الغاز، والتي تتطلب استخدام مجموعة من الأدوات كما هو موضح في الخطوات التالية:
- ملء البالون بكمية معينة من الغاز من خلال وضعه على فوهة خزان الغاز ثم ربط نهايته.
- توفير وعاءين بأحجام مختلفة، مع وضع الوعاء الأصغر داخل الوعاء الأكبر.
- ملء الوعاء الصغير بالماء حتى الحافة، مع مراعاة أن يبقى الوعاء الأكبر جافًا تمامًا.
- وضع البالون على قمة الوعاء المملوء بالماء، ودفعه إلى الأسفل باستخدام جسم مسطح حتى يغطى بالكامل بالماء، مما يؤدي إلى انسكاب بعض الماء في الوعاء الكبير. وتجدر الإشارة إلى أن كمية الماء المنسكبة من الوعاء الصغير إلى الوعاء الكبير تمثل حجم الهواء داخل البالون.