چگالی مقدار ماده در یک واحد، در هر حجم ماده است. در زیر می توانید معادله چگالی و جدول مقادیر تراکم شیر را مشاهده کنید که شامل مقادیر شیر کامل، نیمه چرب و بدون چربی بسته به دما است. آنچه مسئله چگالی در واحد وزن را مشکل می کند، این است که چگالی بسته به دما و فشار تغییر می کند. علاوه بر این، کل معمای ایالات متحده و گالن امپراتوری این سوال ساده را که “وزن یک گالن شیر چقدر است” را بسیار پیچیده می کند.
تجزیه / چگالی شیر گاو چقدر است؟
برای بسیاری از مردم، شیر فقط یک مایع سفید رنگ است که ظاهر و بافت آب دارد اما کمی غلیظ تر به نظر می رسد. در حقیقت، شیر می تواند تا 90 درصد آب باشد و بقیه آن مخلوطی از پروتئین، چربی و لاکتوز (قند شیر) باشد. با این حال، این یکی از مغذی ترین غذاهای موجود و بخشی از رژیم غذایی میلیاردها نفر در سراسر جهان است.
از آنجایی که شیر گاو بسیار محبوب ترین نوع شیر در دنیای غرب است، ما در بررسی مواد تشکیل دهنده و چگالی روی آن تمرکز خواهیم کرد. ترکیبات دقیق شیر گاو متفاوت است اما در محدوده زیر قرار دارد:
- آب در حدود 87٪
- پروتئین 3 تا 4 درصد
- چربی 4% تا 4.5%
- لاکتوز (قند شیر) تقریباً 4.5٪
اکنون نگاهی به چگالی شیر می اندازیم که متناسب با مواد تشکیل دهنده – در مقایسه با محتوای آب متفاوت است. پروتئین و لاکتوز (اما نه چربی) از آب متراکم تر هستند، بنابراین هر چه جزء آب در مقایسه با آن کمتر باشد، چگالی شیر بیشتر است. هر چه مقدار آب بیشتر باشد چگالی شیر کمتر است.
چگالی شیر: نحوه محاسبه صحیح آن
فرمول اصلی برای محاسبه چگالی شیر:
چگالی = جرم/حجم
برای محاسبه چگالی شیر از ارقام زیر استفاده می کنیم:
کارتن شیر نیم پیمانه کامل: 256.6 گرم
کارتن شیر نیم لیتری خالی: 11.9 گرم
توده شیر نیم پیمانه: 244.7 گرم (یا 0.2447 کیلوگرم)
حجم نیم پینت: 236 میلی لیتر (0.00236 m³)
بنابراین فرمول به شرح زیر است:
0.2447 kg/0.000236 m³ = 1036.86 kg/m³
همچنین ممکن است چگالی شیر را به روشی کمی متفاوت مشاهده کنید (با استفاده از همان ارقام):
1.03686 کیلوگرم بر لیتر
هنگامی که عناصر مختلف شیر را با هم ترکیب میکنید و فرمول متفاوتی ایجاد میکنید، بر تراکم آن تأثیر میگذارد.
تراکم شیر
نمودار زیر مقادیر چگالی شیر را در دماهای مختلف برای انواع مختلف شیر نشان می دهد:
ترکیب محصول | چگالی (کیلوگرم در لیتر) در: | |||||
تولید – محصول | چربی (%) | SNF* (%) | 4.4 درجه سانتی گراد | 10 درجه سانتی گراد | 20 درجه سانتی گراد | 38.9 درجه سانتی گراد |
شیر تولید کننده (شیر کامل) | 4.00 | 8.95 | 1.035 | 1.033 | 1.030 | 1.023 |
شیر هموژن | 3.6 | 8.6 | 1.033 | 1.032 | 1.029 | 1.022 |
شیر بدون چربی، pkg | 0.02 | 8.9 | 1.036 | 1.035 | 1.033 | 1.026 |
اسکیم تقویت شده | 0.02 | 10.15 | 1.041 | 1.040 | 1.038 | 1.031 |
نصف نصف | 12.25 | 7.75 | 1.027 | 1.025 | 1.020 | 1.010 |
نیم و نیم، قلعه. | ساعت 11.30 | 8.9 | 1.031 | 1.030 | 1.024 | 1.014 |
خامه کم چرب | 20.00 | 7.2 | 1.021 | 1.018 | 1.012 | 1000 |
خامه غلیظ | 36.60 | 5.55 | 1.008 | 1.005 | 0.994 | 0.978 |
*SNF مخفف solids-not-fat است. منبع اطلاعات.
چگالی شیر کامل چقدر است؟
چگالی شیر کامل (شیر تولید کننده) 1.035 کیلوگرم در لیتر در دمای 4.4 درجه سانتیگراد است. با افزایش دما، مولکول ها از هم دورتر می شوند و مایع چگالی کمتری پیدا می کند. در حالی که تفاوت زیادی ندارد، اما شیر کامل در دمای 38.9 درجه سانتیگراد دارای چگالی 1.023 کیلوگرم در لیتر است.
چگونه چگالی به جداسازی خامه و شیر کمک می کند
هنگامی که به چگالی کلی شیر نگاه می کنیم، باید به چگالی آب، چربی و به اصطلاح جامد بدون چربی توجه کرد. چگالی غیرچربی بیشتر از آب است، بنابراین در بالای عنصر آب شیر شناور نمیشوند در حالی که چربی چگالی کمتری نسبت به آب دارد. این بدان معناست که گلبولهای چربی به سمت بالا شناور میشوند و در آن نقطه میتوان آنها را برای ایجاد دو محصول، “کمک” کرد. شیر و خامه بدون چربی.
همانطور که گلبول های چربی به آرامی به سطح بالا می روند، درجات مختلفی از چگالی را از پایین شیر به سمت بالا ایجاد می کنند. وقتی چربی از بالای شیر پاک می شود، تمام آن حذف نمی شود، به همین دلیل است که شیر بدون چربی از شیر تولیدی متراکم تر است. در واقع، عنصر چربی با چگالی کمتر با حذف گلبول های کوچکتر که به سطح شناور شده اند، رقیق شده است.
چگالی شیر در مقایسه با سایر مایعات چگونه است؟
به منظور درک چگالی شیر، ما فکر کردیم که مقایسه و مقایسه آن با سایر مواد مفید است:
مواد | چگالی (g/cm3) |
عسل | 1.42 |
شربت پنکیک | 1.37 |
شربت ذرت سبک | 1.33 |
مایع ظرفشویی | 1.06 |
شیر | 1.03 |
اب | 1.00 |
قالب یخ | 0.92 |
روغن سبزیجات | 0.92 |
روغن بچه | 0.83 |
منبع اطلاعات.
بنابراین، در حالی که شما به طور خودکار فرض می کنید که یک مکعب یخ روی آب شناور است، جالب است که ببینید برای مثال روغن بچه چگالی کمتری نسبت به یک تکه یخ دارد. در نتیجه، اگر یک لیوان روغن بچه بخورید و یک تکه یخ در آن قرار دهید، به ته لیوان میافتد. در نهایت، مکعب یخ ذوب می شود و شما دو لایه کاملاً متمایز در لیوان خواهید داشت. شما لایه ای از آب در پایین دارید که از روغن بچه متراکم تر است و روغن بچه در بالا قرار دارد.
وقتی صحبت از مایعات، چگالی و نحوه واکنش آنها با یکدیگر می شود، ما اغلب چیزها را بدیهی می دانیم. به عنوان مثال، چرا یک توپ پینگ پنگ روی هر مایعی شناور می شود در حالی که یک سنگ مرمر به طور معمول به پایین فرو می رود؟
نتایج شما را شگفتزده نمیکند، اما محاسبات چگالی آنها پیشزمینهای به شما میدهد:
تراکم توپ پینگ پنگ = 0.0840 کیلوگرم در لیتر
تراکم مرمر = 2.64 کیلوگرم در لیتر
وقتی چگالی توپ پینگ پنگ را مقایسه می کنید، تعجبی ندارد که روی هر مایعی شناور است. روی روی سکه، چگالی بالای سنگ مرمر به این معنی است که مایعات بسیار کمی در آن شناور است.
وزن یک گالن شیر چقدر است؟
وزن شیر چقدر است؟
این یک سوال دشوار است زیرا گالن ها در بریتانیا و ایالات متحده به طور متفاوتی اندازه گیری می شوند.
گالن مایع بریتانیا = گالن مایع ایالات متحده / 0.83267
گالن مایع آمریکا = 3.78541 لیتر
گالن مایع انگلستان = 4.54609 لیتر
وزن یک گالن شیر (ایالات متحده):
چگالی در 20 درجه سانتیگراد کیلوگرم در لیتر | وزن بر حسب کیلو | وزن بر حسب پوند | |
شیر تولید کننده | 1.03 | 3.899 | 8.60 |
شیر هموژن | 1.029 | 3.895 | 8.59 |
شیر بدون چربی، pkg | 1.033 | 3.910 | 8.62 |
اسکیم تقویت شده | 1.038 | 3.929 | 8.66 |
نصف نصف | 1.02 | 3.861 | 8.51 |
نیم و نیم، قلعه. | 1.024 | 3.876 | 8.55 |
خامه کم چرب | 1.012 | 3.831 | 8.45 |
خامه غلیظ | 0.994 | 3.763 | 8.30 |
وزن یک گالن شیر (بریتانیا):
کیلوگرم | پوند | ||
شیر تولید کننده | 1.03 | 4.682 | 10.32 |
شیر هموژن | 1.029 | 4.678 | 10.31 |
شیر بدون چربی، pkg | 1.033 | 4.696 | 10.35 |
اسکیم تقویت شده | 1.038 | 4.719 | 10.40 |
نصف نصف | 1.02 | 4.637 | 10.22 |
نیم و نیم، قلعه. | 1.024 | 4.655 | 10.26 |
خامه کم چرب | 1.012 | 4.601 | 10.14 |
خامه غلیظ | 0.994 | 4.519 | 9.96 |
خلاصه
بنابراین، چه کسی فکر می کرد که چگالی شیر و اجزای مختلف آن می تواند اینقدر جالب باشد؟ اکنون می دانیم که چرا کرم به سمت بالا بالا می رود، چرا توپ های پینگ پنگ روی یک مایع شناور می شوند و چرا تیله ها به پایین فرو می روند. با این حال، زمانی که چگالی را در نظر می گیریم، به نظر می رسد که متغیر نهایی دما باشد، که مولکول های محکم بافته شده را از هم دورتر می کند و در نتیجه چگالی آنها را کاهش می دهد.