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घनत्व (Density)

घनत्व बताता है कि हर इकाई आयतन में कितना द्रव्यमान ठसा है: ρ = m ÷ V। इसका SI मात्रक kg/m³ है; प्रयोगशाला में अक्सर g/cm³ लेते हैं (1 g/cm³ = 1000 kg/m³)। पानी का घनत्व 1 g/cm³ है। जो चीज़ किसी द्रव से कम घनी हो वह उसमें तैरती है, ज़्यादा घनी डूबती है।

🎬 कदम-दर-कदम कहानी

  1. दो घन, दोनों का आकार बराबर: एक लकड़ी का, एक लोहे का। लोहे वाला बहुत भारी है। आकार एक, द्रव्यमान अलग।
  2. अंदर देखो। लोहे के कण पास-पास ठसे हैं, लकड़ी के दूर-दूर। घनत्व का मतलब है द्रव्यमान कितना ठसा हुआ है।
  3. घनत्व = द्रव्यमान ÷ आयतन। छोटे घन गिनकर आयतन निकालो, द्रव्यमान पढ़ो, फिर भाग दो।
  4. टेढ़े-मेढ़े पत्थर के लिए उसे पानी में डुबाओ। पानी जितना ऊपर चढ़ा, वही उसका आयतन है।
  5. चीज़ें पानी में डालो। पानी से कम घनी तो तैरेगी, ज़्यादा घनी तो डूबेगी। तेल पानी पर तैरता है।
  6. अब तुम्हारी बारी: पदार्थ और आकार चुनो। पहले अनुमान लगाओ, फिर देखो। ध्यान दो, आकार बदलने से जवाब नहीं बदलता।

टिप: 3D दृश्य को घुमाने के लिए खींचें। ज़ूम के लिए दो उंगलियाँ इस्तेमाल करें।

🤔 आम शंकाएँ और उनके जवाब

क्या भारी चीज़ हमेशा ज़्यादा घनी होती है?

नहीं। घनत्व द्रव्यमान की तुलना आकार से करता है। चरण 1 में दोनों घन बराबर आकार के हैं, इसलिए भारी वाला ज़्यादा घना है। पर बड़ा लट्ठा कील से भारी होकर भी कम घना है।

कुछ पदार्थ दूसरों से ज़्यादा घने क्यों होते हैं?

उनके कण भारी हो सकते हैं, पास-पास ठसे हो सकते हैं, या दोनों। चरण 2 में लोहे के कण पास-पास और लकड़ी के दूर-दूर दिखते हैं।

बड़ा टुकड़ा लूँ तो घनत्व बदलेगा?

नहीं। आकार दोगुना तो द्रव्यमान भी दोगुना, m ÷ V वही। खुद करो वाले चरण में आकार बदलकर देखो, घनत्व नहीं बदलता।

पानी ठीक पत्थर के आयतन जितना ही क्यों चढ़ता है?

दो चीज़ें एक ही जगह नहीं रह सकतीं। पत्थर अपने आयतन जितना पानी हटाता है और वह पानी ऊपर ही जा सकता है। चरण 4 देखो।

अगर चीज़ का घनत्व पानी के बिल्कुल बराबर हो तो?

वह न ऊपर आएगी न डूबेगी; पानी के अंदर जहाँ रखो वहीं रुकेगी। मछली और पनडुब्बी ऐसा ही करती हैं।

इतना बड़ा हिमखंड तैरता कैसे है?

बर्फ़ 0.92 g/cm³ है, पानी से थोड़ी कम, इसलिए लगभग नौ-दसवाँ भाग डूबा रखकर तैरती है। चरण 5 में बर्फ़ पानी में नीचे तक बैठी दिखती है।

घनत्व क्या है?

द्रव्यमान (mass) यानी किसी चीज़ में कितना पदार्थ है। आयतन (volume) यानी वह कितनी जगह घेरती है। घनत्व इन दोनों को जोड़ता है: हर इकाई आयतन में कितना द्रव्यमान है।

ρ = m ÷ V (ρ को "रो" पढ़ते हैं)।

लोहे और लकड़ी के बराबर आकार वाले घनों का आयतन एक है, पर लोहे का द्रव्यमान बहुत ज़्यादा है। इसलिए लोहा ज़्यादा घना है। कारण: लोहे के कण भारी हैं और पास-पास ठसे हैं।

घनत्व पदार्थ का गुण है। छोटी कील हो या बड़ा ब्लॉक, लोहे का घनत्व लगभग 7.9 g/cm³ ही रहता है। किसी चीज़ को आधा काटो तो द्रव्यमान भी आधा और आयतन भी आधा, इसलिए घनत्व वही रहता है।

घनत्व के मात्रक

SI मात्रक किलोग्राम प्रति घन मीटर (kg/m³) है। प्रयोगशाला में ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर (g/cm³) भी चलता है, जो g/mL के बराबर है।

पदार्थघनत्व (g/cm³)
कॉर्क0.24
लकड़ी (चीड़)लगभग 0.5–0.6
बर्फ़0.92
पानी1.00
एल्युमिनियम2.7
लोहा7.9
पारा13.6
सोना19.3

सूत्र पलटकर: m = ρ × V और V = m ÷ ρ।

प्रयोगशाला में घनत्व मापना

नियमित ठोस (डिब्बे जैसा)

तराज़ू से द्रव्यमान लो। रूलर से लंबाई, चौड़ाई, ऊँचाई नापो; V = l × w × h। फिर ρ = m ÷ V।

अनियमित ठोस (पत्थर, चाबी)

तराज़ू से द्रव्यमान लो। मापक सिलिंडर में पानी भरकर स्तर पढ़ो। धागे से चीज़ को धीरे से डुबाओ। स्तर जितना बढ़ा, वही उसका आयतन है (विस्थापन विधि)। 1 mL = 1 cm³।

द्रव

ख़ाली मापक सिलिंडर तौलो। उसमें 50 mL द्रव डालकर फिर तौलो। अंतर = द्रव का द्रव्यमान। ρ = m ÷ 50 cm³।

ध्यान रखो: पानी की घुमावदार सतह (मेनिस्कस) का निचला भाग आँख की सीध में पढ़ो; हवा के बुलबुले हटाओ; चीज़ पूरी डूबी हो।

तैरना और डूबना

जो द्रव आपस में नहीं मिलते, वे परतें बनाते हैं: सबसे घना सबसे नीचे। तेल (लगभग 0.9 g/cm³) पानी पर तैरता है। बर्फ़ (0.92) लगभग नौ-दसवाँ हिस्सा पानी में डूबा रखकर तैरती है, इसलिए हिमखंड (iceberg) का ज़्यादातर भाग छिपा रहता है।

स्टील का जहाज़ इसलिए तैरता है क्योंकि वह खोखला है: उसका कुल द्रव्यमान ÷ कुल आयतन (स्टील + अंदर की हवा) पानी के घनत्व से कम है। खारा पानी मीठे पानी से ज़्यादा घना है, इसलिए समुद्र में तैरना आसान है।

घनत्व, तापमान और उपयोग

ज़्यादातर चीज़ें गर्म करने पर फैलती हैं: द्रव्यमान वही, आयतन ज़्यादा, इसलिए घनत्व कम। इसी से गर्म हवा ऊपर उठती है (गर्म हवा का गुब्बारा)। पानी ख़ास है: यह लगभग 4 °C पर सबसे घना होता है और बर्फ़ पानी से कम घनी है, इसलिए झील ऊपर से जमती है और नीचे मछलियाँ बच जाती हैं।

आमतौर पर ठोस सबसे घने, फिर द्रव, फिर गैस, क्योंकि ठोस में कण सबसे पास होते हैं।

उपयोग: सोने के गहने की शुद्धता जाँचना; लैक्टोमीटर से दूध जाँचना; हाइड्रोमीटर से बैटरी का अम्ल या शक्कर की मात्रा जाँचना; रीसाइक्लिंग में प्लास्टिक अलग करना (कुछ तैरते, कुछ डूबते); हवाई जहाज़ और साइकिल के लिए हल्के मज़बूत पदार्थ चुनना; लाइफ़ जैकेट और जहाज़ बनाना।

खुद करो: तैरेगा या डूबेगा?

एक सिक्का, रबर, अंगूर, लकड़ी का टुकड़ा और बर्फ़ लो। हर एक के लिए अनुमान लिखो। पानी में डालकर जाँचो। फिर पानी में 3–4 चम्मच नमक घोलकर अंगूर दोबारा डालो। क्या बदला और क्यों? (नमक वाला पानी ज़्यादा घना है।)

मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ

हल किए गए उदाहरण

1. एक ब्लॉक का द्रव्यमान 240 g और आयतन 100 cm³ है। घनत्व निकालो।

ρ = m ÷ V = 240 ÷ 100 = 2.4 g/cm³।

2. ऊपर वाला ब्लॉक पानी में तैरेगा या डूबेगा?

2.4 g/cm³ पानी के 1 g/cm³ से ज़्यादा है, इसलिए डूबेगा।

3. लकड़ी का डिब्बा 10 cm × 5 cm × 4 cm है और द्रव्यमान 120 g है। घनत्व?

V = 10 × 5 × 4 = 200 cm³। ρ = 120 ÷ 200 = 0.6 g/cm³। पानी में तैरेगा।

4. मापक सिलिंडर में पानी 40 mL है। 75 g का पत्थर डालने पर 65 mL हो जाता है। पत्थर का घनत्व?

V = 65 − 40 = 25 cm³। ρ = 75 ÷ 25 = 3 g/cm³।

5. 2 m³ पानी (घनत्व 1000 kg/m³) का द्रव्यमान निकालो।

m = ρ × V = 1000 × 2 = 2000 kg।

6. 7.9 g/cm³ को kg/m³ में बदलो।

1000 से गुणा: 7.9 × 1000 = 7900 kg/m³।

7. ख़ाली सिलिंडर 60 g का है। 50 cm³ तेल डालने पर 105 g हो जाता है। तेल का घनत्व?

तेल का द्रव्यमान = 105 − 60 = 45 g। ρ = 45 ÷ 50 = 0.9 g/cm³।

8. सुनहरी अंगूठी: द्रव्यमान 38.6 g, आयतन 2.5 cm³। क्या यह शुद्ध सोना (19.3 g/cm³) है?

ρ = 38.6 ÷ 2.5 = 15.44 g/cm³। यह 19.3 से कम है, इसलिए शुद्ध सोना नहीं; इसमें हल्की धातु मिली है।

आम गलतियाँ

अभ्यास क्विज़

1. घनत्व है:
2. घनत्व का SI मात्रक:
3. 0.7 g/cm³ घनत्व की चीज़ पानी में:
4. पत्थर का आयतन निकालने के लिए:
5. लोहे के ब्लॉक को दो हिस्सों में काटो तो हर हिस्से का घनत्व:

अभ्यास: खुद जवाब दो

अपना जवाब लिखो या चुनो, फिर जाँचें दबाओ। अटको तो संकेत देखो; जवाब देने के बाद पूरा हल दिखेगा।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

घनत्व आसान शब्दों में क्या है?

घनत्व बताता है कि कोई चीज़ अपने आकार के हिसाब से कितनी भारी है। यानी हर घन सेंटीमीटर (या घन मीटर) में कितना द्रव्यमान है।

घनत्व का सूत्र और मात्रक क्या है?

ρ = m ÷ V। SI मात्रक kg/m³ है; g/cm³ भी चलता है। 1 g/cm³ = 1000 kg/m³।

कैसे पता करें कि चीज़ तैरेगी?

उसके घनत्व की तुलना द्रव के घनत्व से करो। कम हो तो तैरेगी, ज़्यादा हो तो डूबेगी।

यह कहाँ पढ़ाया जाता है

कनाडा (ओंटारियो)Grade 8C. Matter and Energy
पोलैंडSzkoła podstawowa, klasa VIIProperties of matter
फ्रांसQuatrièmeMatter and its changes
रूस7 классMotion and interaction of bodies
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चीन八年级(初二)Ch.6 Mass and density

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