الكثافة الظاهرية
الكتلة الكلية لعينة صخرية أو ترابية مقسومة على حجمها الكلي.
This public page keeps the free explanation visible and leaves premium worked solving, advanced walkthroughs, and saved study tools inside the app.
Core idea
Overview
تمثل الكثافة الظاهرية كتلة مادة حبيبية أو تربة مقسومة على الحجم الكلي الذي تشغله، بما في ذلك الفراغ بين الجسيمات. وتُعد مؤشرًا رئيسيًا للتعبئة الهيكلية والمسامية في المواد الجيولوجية.
When to use: طبق هذا الحساب عند تقييم انضغاط طبقات التربة أو تقدير وزن ترسبات الرواسب غير المتماسكة. وهو مفيد بشكل خاص عندما تكون المادة مسامية ويساهم الهواء أو الماء داخل المسام في الحجم الكلي.
Why it matters: تحدد هذه القيمة الاستقرار الهيكلي للأسطح الأرضية وتؤثر على كيفية تحرك السوائل مثل الماء أو النفط عبر الأرض. في الزراعة والهندسة المدنية، تعد ضرورية لحساب حمولة المغذيات وقدرة تحمل التربة.
Symbols
Variables
= Bulk Density, M = Total Mass, V = Total Volume
Walkthrough
Derivation
الصيغة: الكثافة الظاهرية
الكثافة الظاهرية هي الكتلة الكلية لعينة صخرية أو تربة مقسومة على حجمها الكلي، بما في ذلك جميع مساحات المسام. وهي تختلف عن كثافة الحبيبات (الجسيمات)، التي تستبعد المسام.
- يتم قياس الكتلة والحجم على نفس العينة السليمة.
- يشمل الحجم جميع الفجوات ومساحات المسام.
تعريف الكميات:
قم بقياس كتلة العينة وحجمها الكلي (على سبيل المثال، عن طريق إزاحة الماء للأشكال غير المنتظمة).
حساب الكثافة الظاهرية:
قسم الكتلة الكلية على الحجم الكلي. تتراوح القيم النموذجية لصخور القشرة من 1.5 إلى 3.0 جرام/سم³.
Note: النسبة المسامية تقلل الكثافة الظاهرية دون كثافة حبيبات المكونات المعدنية.
Result
Source: GCSE Geology — Rock Properties
Free formulas
Rearrangements
Solve for
اجعل M موضوع المعادلة
أعد ترتيب معادلة الكثافة الظاهرية لإيجاد الكتلة الكلية (). يتضمن ذلك مسح المقام وتبسيط الترميز.
Difficulty: 2/5
Solve for
اجعل V موضوع المعادلة
أعد ترتيب المعادلة لجعل volume موضوع المعادلة.
Difficulty: 2/5
The static page shows the finished rearrangements. The app keeps the full worked algebra walkthrough.
Visual intuition
Graph
الرسم البياني هو خط مستقيم يمر عبر الأصل بميل موجب يساوي 1/V، حيث تزداد الكتلة بشكل متناسب مع الكثافة الظاهرية. بالنسبة لطالب الجيولوجيا، هذا يعني أنه بالنسبة لحجم ثابت، فإن الكتلة الأكبر تشير إلى كثافة ظاهرية أعلى، بينما تمثل الكتلة الأصغر مادة أقل كثافة. أهم ميزة هي العلاقة الخطية، مما يعني أن مضاعفة الكتلة ستؤدي دائمًا إلى مضاعفة الكثافة الظاهرية. المجال مقيد بـ x > 0 نظرًا لأن الكتلة يجب أن تكون موجبة.
Graph type: linear
Why it behaves this way
Intuition
تصور إسفنجة: كثافتها الظاهرية هي الكتلة الكلية للإسفنجة (المادة بالإضافة إلى الهواء/الماء المحتجز) مقسومة على الحجم الكامل الذي تشغله، بما في ذلك جميع ثقوبها.
Free study cues
Insight
Canonical usage
تُعبر الكثافة الظاهرية تقليديًا عن الكتلة لكل وحدة حجم، عادةً بالكيلوجرام لكل متر مكعب (كجم/م3) في النظام الدولي، أو بالجرام لكل سنتيمتر مكعب (جم/سم3) في نظام CGS، خاصة في الجيولوجيا وعلوم التربة.
One free problem
Practice Problem
يجمع جيولوجي عينة تربة غير مضطربة يبلغ حجمها الكلي 500 سم³. بعد وزن العينة، وُجد أن الكتلة الكلية هي 850 جرامًا. احسب الكثافة الظاهرية لعينة التربة بوحدة جرام/سم³.
Hint: اقسم الكتلة الكلية على الحجم الكلي الذي تشغله التربة.
The full worked solution stays in the interactive walkthrough.
Where it shows up
Real-World Context
في سياق الكثافة الظاهرية، تُستخدم معادلة الكثافة الظاهرية لتحويل القياسات إلى قيمة يمكن تفسيرها. وتكمن أهمية الناتج في أنه يساعد على توقع الحركة أو انتقال الطاقة أو سلوك الموجات أو المجالات أو الدوائر والتحقق من معقولية الإجابة.
Study smarter
Tips
- جفف العينة قبل القياس لتحديد الكثافة الظاهرية الجافة.
- تأكد من أن قياس الحجم يشمل كلاً من المواد الصلبة والمسافات المسامية.
- لاحظ أن محتوى المادة العضوية عادة ما يخفض الكثافة الظاهرية للمواد الأرضية.
Avoid these traps
Common Mistakes
- استخدام حجم الحبيبات بدلًا من الحجم الكلي الظاهري.
- قم بتحويل الوحدات والمقاييس قبل التعويض، خاصة عندما تخلط المدخلات بين g/cm³ و g و cm³.
- فسّر الإجابة مع وحدتها وسياقها؛ فالنسبة المئوية والمعدل والنسبة والكمية الفيزيائية لا تعني الشيء نفسه.
Common questions
Frequently Asked Questions
الكثافة الظاهرية هي الكتلة الكلية لعينة صخرية أو تربة مقسومة على حجمها الكلي، بما في ذلك جميع مساحات المسام. وهي تختلف عن كثافة الحبيبات (الجسيمات)، التي تستبعد المسام.
طبق هذا الحساب عند تقييم انضغاط طبقات التربة أو تقدير وزن ترسبات الرواسب غير المتماسكة. وهو مفيد بشكل خاص عندما تكون المادة مسامية ويساهم الهواء أو الماء داخل المسام في الحجم الكلي.
تحدد هذه القيمة الاستقرار الهيكلي للأسطح الأرضية وتؤثر على كيفية تحرك السوائل مثل الماء أو النفط عبر الأرض. في الزراعة والهندسة المدنية، تعد ضرورية لحساب حمولة المغذيات وقدرة تحمل التربة.
استخدام حجم الحبيبات بدلًا من الحجم الكلي الظاهري. قم بتحويل الوحدات والمقاييس قبل التعويض، خاصة عندما تخلط المدخلات بين g/cm³ و g و cm³. فسّر الإجابة مع وحدتها وسياقها؛ فالنسبة المئوية والمعدل والنسبة والكمية الفيزيائية لا تعني الشيء نفسه.
في سياق الكثافة الظاهرية، تُستخدم معادلة الكثافة الظاهرية لتحويل القياسات إلى قيمة يمكن تفسيرها. وتكمن أهمية الناتج في أنه يساعد على توقع الحركة أو انتقال الطاقة أو سلوك الموجات أو المجالات أو الدوائر والتحقق من معقولية الإجابة.
جفف العينة قبل القياس لتحديد الكثافة الظاهرية الجافة. تأكد من أن قياس الحجم يشمل كلاً من المواد الصلبة والمسافات المسامية. لاحظ أن محتوى المادة العضوية عادة ما يخفض الكثافة الظاهرية للمواد الأرضية.
References
Sources
- Britannica: Bulk density
- Wikipedia: Bulk density
- Tarbuck, Lutgens, and Tasa, Earth: An Introduction to Physical Geology
- NIST Guide for the Use of the International System of Units (SI)
- IUPAC Gold Book
- Soil Physics, Daniel Hillel, 2nd Edition, 1998, Academic Press
- Principles of Geotechnical Engineering, Braja M. Das, 9th Edition, 2018, Cengage Learning
- The Nature and Properties of Soils by Nyle C. Brady and Ray R. Weil, 15th Edition