آهن یکی از عناصر شیمیایی با عدد اتمی 36 است که با نماد Fe شناخته می‌شود. این فلز چهارمین عنصر فراوان در پوسته زمین و یکی از مهم‌ترین فلزات در جهان است. آهن به دلیل خواصی مانند مقاومت، شکل‌پذیری و استحکام زیاد، در بسیاری از زمینه‌ها از جمله ساخت‌وساز، حمل‌ونقل، تولید انرژی و ساخت ابزار و تجهیزات مورد استفاده قرار می‌گیرد.
برای خرید و استفاده از آهن نیاز است تا دید کاملی در مورد محاسبه چگالی آهن داشته باشید. در همین راستا در این مطلب از وب‌سایت آهن‌چی قصد داریم تا درباره چگالی آهن صحبت کنیم و شما را با نحوه محاسبه آن آشنا کنیم. پس با ما همراه باشید.
چگالی چیست؟
چگالی نوعی خاصیت فیزیکی است که میزان جرم یک ماده را در واحد حجم آن اندازه گیری می‌کند. درواقع چگالی نشان می‌دهد که جرم یک ماده در یک حجم مشخص چقدر فشرده شده است. چگالی با نماد ρ نشان داده می‌شود و فرمول محاسبه آن به شرح زیر است:
ρ = m/V
در این فرمول ρ چگالی، m جرم و V حجم است. نکته مهم این است که چگالی یک خاصیت شدتی است. این ویژگی به این معناست که اگر مقدار یک ماده دو برابر شود، چگالی آن دو برابر نمی‌شود، بلکه ثابت باقی می‌ماند.
چگالی کاربردهای زیادی در علوم و مهندسی دارد. برای مثال چگالی برای تعیین اندازه‌گیری جرم، محاسبه وزن مخصوص و پیش‌بینی این‌که آیا یک جسم در یک مایع شناور می‌ماند یا فرو می‌رود، استفاده می‌شود.
چگالی آهن چقدر است؟
چگالی آهن به‌طور متوسط برابر با 7860 کیلوگرم بر مترمکعب است. این بدان معناست که یک مکعب آهن به ابعاد یک مترمکعب، 7860 کیلوگرم وزن دارد. با استفاده از فرمول حجم÷جرم=چگالی می‌توان اقدام به محاسبه چگالی آهن کرد. در این فرمول، جرم بر حسب کیلوگرم و حجم برحسب مترمکعب اندازه‌گیری می‌شود.
درنتیجه اگر جرم یک قطعه آهن 10 کیلوگرم و حجم آن 0.01 مترمکعب باشد، چگالی آن برابر با 1000 کیلوگرم بر مترمکعب خواهد بود. نکته‌ای که باید به آن توجه داشته باشید این است که چگالی آهن می‌تواند تحت تأثیر عوامل مختلفی مانند دما، فشار و ترکیب شیمیایی آن تغییر کند.
برای مثال چگالی آهن در دماهای بالاتر کاهش می‌یابد و در دماهای پایین‌تر بیشتر می‌شود. لازم به ذکر است که چگالی آهن با افزایش مقدار کربن در ترکیب آن کاهش می‌یابد. با دانستن چگالی و حجم یک قطعه آهن، می‌توان وزن آن را محاسبه کرد. همچنین با دانستن وزن و چگالی یک قطعه آهن می‌توان حجم آن را از این طریق به‌دست آورد.
بیشتر بخوانید: تفاوت تیرآهن و هاش
چرا محاسبه چگالی آهن مهم است؟
محاسبه چگالی آهن کاربردهای گوناگونی دارد. از مهم‌ترین مزایا و کاربردهای محاسبه چگالی آهن در صنعت می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- تعیین کیفیت آهن: چگالی آهن خالص 7.874 گرم بر سانتی‌مترمکعب است. با این حال چگالی آهن تجاری ممکن است با توجه به ترکیب آلیاژی آن متفاوت باشد. بنابراین محاسبه چگالی آهن می‌تواند برای تعیین کیفیت آهن استفاده شود.
- پیش‌بینی رفتار آهن در شرایط مختلف: چگالی آهن در شرایط مختلف دما و فشار، بر رفتار آن تأثیر می‌گذارد. برای مثال چگالی آهن با افزایش دما کاهش می‌یابد. بنابراین محاسبه چگالی آهن می‌تواند برای پیش‌بینی رفتار آن در شرایط مختلف استفاده شود.
- تولید محصولات آهنی با کیفیت زیاد: محاسبه چگالی آهن می‌تواند برای تولید محصولات آهنی با کیفیت زیاد استفاده شود. برای مثال یک سازنده محصولات فولادی ممکن است از چگالی آهن برای کنترل کیفیت فرآیند تولید خود استفاده کند.
اگر بخواهیم به‌صورت کاربردی در مورد مزایای محاسبه چگالی آهن مثال بزنیم، باید گفت که مهندس سازه ممکن است از چگالی آهن برای محاسبه وزن سازه فولادی استفاده کند. از سوی دیگر تولیدکننده قطعات خودرو می‌تواند از چگالی آهن به منظور محاسبه استحکام یک قطعه فولادی استفاده کند. بنابراین محاسبه چگالی آهن ابزاری مهم برای درک و استفاده از این ماده ضروری است.
چگالی آهن بیشتر است یا فولاد
چگالی آهن خالص تقریبا 7.874 گرم بر سانتی‌متر مکعب است؛ درحالی‌که چگالی فولاد بین 7.75 تا 8.05 گرم بر سانتی‌متر مکعب متغیر خواهد بود. دلیل این تفاوت جزئی، وجود عناصر دیگر در فولاد است. فولاد آلیاژی از آهن است که عمدتا با کربن و مقادیر کمی از عناصر دیگر مانند منگنز، کروم، نیکل و مولیبدن ترکیب می‌شود. این عناصر اضافی می‌توانند چگالی فولاد را مقداری کم کنند. با این حال این تفاوت چگالی معمولا ناچیز است و در بسیاری از کاربردها می‌توان آهن و فولاد را از نظر چگالی یکسان در نظر گرفت.
فرمول چگالی آهن
در صورتی‌که قصد دارید تا چگالی آهن را با استفاده از فرمول به‌دست بیاورید، می‌توانید از فرمول زیر استفاده کنید که همان فرمول چگالی هر ماده دیگری است:
چگالی= جرم/حجم
در این فرمول چگالی برحسب کیلوگرم بر مترمکعب (kg/m³) یا گرم بر سانتی‌متر مکعب (g/cm³)، جرم برحسب کیلوگرم (kg) یا گرم (g) و حجم برحسب مترمکعب (m³) یا سانتی‌متر مکعب (cm³) نشان داده می‌شود.
برای محاسبه چگالی آهن باید جرم آهن را بر حجم آن تقسیم کنید. به‌طور مثال اگر جرم یک نمونه آهن 100 گرم و حجم آن 12.5 سانتی‌متر مکعب باشد، چگالی آن به‌صورت زیر محاسبه می‌شود:
چگالی = 100 گرم/12.5 سانتی‌متر مکعب = 8 گرم بر سانتی‌متر مکعب
توجه کنید که چگالی آهن می‌تواند با توجه به خلوص و دمای آن کمی متفاوت باشد. چگالی آهن خالص در دمای اتاق 7874 کیلوگرم بر مترمکعب یا 7.87 گرم بر سانتی‌متر مکعب است.
خرید محصولات آهنی و فولادی از آهن‌چی
اگر قصد دارید تا برای خرید انواع محصولات آهنی و اطلاع از قیمت تیرآهن و فولادی اقدام کنید، می‌توانید از طریق وب‌سایت آهن‌چی این محصولات را خریداری کنید. ما در وب‌سایت آهن‌چی امکان خرید بهترین و باکیفیت‌ترین انواع محصولات آهنی و فولادی را فراهم کرده‌ایم تا شما بتوانید متناسب با نیاز خود، این محصولات را خریداری کنید.
