ঘনত্ব কাকে বলে? (What is Density?)

আমরা জানি, পদার্থের তিনটি অবস্থা আছে। কঠিন, তরল ও বায়ুবীয় তরুল ও বায়ুবীয় পদার্থ সহজে প্রবাহিত হতে পারে বলে এদের প্রবাহী বলা হয়। তরল ও বায়ুবীয় পদার্থের কোনো আকার নেই। এরা দৃঢ় নয় বলে প্রয়োগ করলে আকৃতির পরিবর্তন ঘটে। এ জন্য তরল ও বায়ুবীয় পদার্থের আলোচনায় ভর এবং বলের চেয়ে ঘনত্ব এবং চাপ ব্যবহার করা সুবিধাজনক।

কোনো বস্তু যে জায়গা জুড়ে থাকে তাকে এর আয়তন বলে। সমান আয়তনের এক টুকরো কর্ক আর এক টুকুরো লোহা পানিতে ছেড়ে দিলে দেখা যাবে কর্কের টুকরো ভেসে আছে আর লোহার টুকরো ডুবে গেছে। আমরা বলি কর্কের চেয়ে লোহার ঘনত্ব বেশি বলে লোহার টুকরো ডুবে গেছে। প্রকৃতপক্ষে সমান আয়তনের লোহার ভর অর্থাৎ, লোহার টুকরোয় পদার্থের পরিমাণ কর্কের টুকরোর পদার্থের পরিমাণের চেয়ে বেশি। ঘনত্ব বলতে আমরা কোনো বস্তুর একক আয়তনে পদার্থের পরিমাণকে বুঝি অর্থাৎ, একক আয়তনের ভরই হচ্ছে বস্তুর ঘনত্ব।

বস্তুর একক আয়তনের ভরকে তার উপাদানের ঘনত্ব বলে। ঘনত্বকে ρ [রো] বা d বা D দ্বারা প্রকাশ করা হয়। V আয়তনের কোনো বস্তুর ভর m হলে, ঘনত্ব-

ρ = m / V

কোনো বস্তুর ঘনত্ব এর উপাদান ও তাপমাত্রার ওপর নির্ভর করে। ঘনত্বের কেবল মান আছে, দিক নেই। ঘনত্ব তাই একটি স্কেলার রাশি।

মাত্রা ও একক : সমীকরণ থেকে দেখা যায় ভরের মাত্রাকে আয়তনের মাত্রা দিয়ে ভাগ দিলে ঘনত্বের মাত্রা পাওয়া যায়।

ঘনত্ব = ভর /আয়তন

or, [p] =  [M] / [L³]

or, [p] = ML^-3

ভরের একককে আয়তনের একক দিয়ে ভাগ দিলে ঘনত্বের একক পাওয়া যাবে। ঘনত্বের একক হচ্ছে কিলোগ্রাম kgm^-3। আবার এস আই এককের উপগুণিতক (Submultiple) গ্রাম/ঘন সে.মি. বা gcm^-3 ঘনত্বের একক হিসাবে ব্যবহার করা হয়ে থাকে।

পানির ঘনত্ব 1000 kgm^-3 বলতে বুঝায় 1m³ পানির ভর 1000 কিলোগ্রাম। অর্থাৎ 1 মিটার দীর্ঘ, 1 মিটার প্রস্থ এবং 1 মিটার উচ্চতা বিশিষ্ট কোনো পাত্র পানি দ্বারা পূর্ণ করা হলে সেই পানির ভর হবে 1000 কিলোগ্রাম। ঠিক তেমনি আবার এক সেন্টিমিটার দীর্ঘ, এক সেন্টিমিটার প্রস্থ এবং এক সেন্টিমিটার উচ্চতা বিশিষ্ট কোনো পাত্র পানি দ্বারা পূর্ণ করা হলে পানির ভর হবে এক গ্রাম অর্থাৎ, এক্ষেত্রে পানির ঘনত্ব 1 gcm^-3.

ঘনত্ব সম্পর্কিত কিছু তথ্য-

★সমান আয়তনের লোহা ও তুলার মধ্যে লোহার ঘনত্ব বেশি বিধায় লোহার ওজন বেশি হয়ে থাকে।

★সমুদের পানিতে লবণ দ্রবীভূত থাকায় এর ঘনত্ব নদীর পানির তুলনায় বেশি। তাই নদী অপেক্ষা সমুদ্রে সাতার কাটা সহজ।

★জর্ডানে অবস্থিত মৃত সাগরে (Dead Sea) অপদ্রব্যের পরিমাণ খুব বেশি হওয়ায় এর ঘনত্ব অতি উচ্চ। তাই মানুষ সেখানে ডুবে না।