אנו מסבירים מהי צפיפות ואיזה סוגי צפיפות קיימים. דוגמאות לצפיפות מוחלטת של חומרים שונים.
מהי צפיפות החומר?
צפיפות היא כמות סקלרית, המשמשת לעתים קרובות ב- גוּפָנִי וה כִּימִיָה, המתייחס לכמות של מסה נוכח בגוף או א חומר נקבע לפי נפח יחידה. הוא מיוצג בדרך כלל על ידי הסמל ρ.
שני גופים או חומרים באותו גודל בדיוק ו פרופורציות יכול להציג צפיפות שונה, וזה נמדד באמצעות הצפיפות הממוצעת, שהיא היחס בין המסה של הגוף לבין כרך שהוא תופס בחלל, לפי הנוסחה הבאה:
כאשר m היא המסה ו-V ה כרך, אז היחידה של מדידה של הצפיפות ב מערכת בינלאומית זה יהיה הקילוגרם למטר מעוקב (ק"ג / מ"ק) או יחידות מידה שוות.
וריאציות של טֶמפֶּרָטוּרָה י לַחַץ להשפיע על מדידת הצפיפות של חומר.
צפיפות החומר קשורה לעתים קרובות לסיפורו של הפילוסוף היווני ארכימדס, שעליו הוטלה כביכול המשימה לקבוע אם כתר המלך היה מזויף באמצעות זהב טהור או שמא הוא עשוי מ סַגסוֹגֶת עם אחרים מתכות.
במהלך אמבט טבילה, ארכימדס הבין שהוא יכול לחשב את נפח העטרה על ידי טבילתה ב מים ומדידת ה תְזוּזָה שֶׁל נוזלללא צורך להמיס או לשבור אותו. אז הוא יכול לשקול את הכתר (לקבל את המסה שלו) ולקבוע, באמצעות הנוסחה המפורטת לעיל, את צפיפות הכתר. הוא השווה את ערכי הצפיפות המחושבת של הכתר עם הצפיפות של זהב טהור (שהוא קבוע), וכך ידע אם זה זהב טהור או סגסוגת, שכן צפיפות הזהב הייתה משתנה בערבוב. עם מתכות אחרות.
סוגי צפיפות
ישנם מספר סוגים של צפיפות חומר:
- צפיפות מוחלטת. בדרך כלל אנו מדברים על צפיפות מוחלטת כאשר אנו משתמשים במונח צְפִיפוּת, וזהו גודל אינטנסיבי המחושב, כפי שאמרנו לעיל, מתוך ה כרך ואת הבצק. יחידות המדידה שלו ב-SI הן (ק"ג / מ"ק).
- צפיפות יחסית. סוג אחר זה, לעומת זאת, נובע מה- השוואה בין הצפיפות של החומר המדובר לבין חומר אחר המשמש כאסמכתא, ולכן מדובר בכמות חסרת מימד (ללא יחידות). בשביל ה נוזלים י מוצק, צפיפות המים משמשת כהתייחסות (ב-1atm ו-4°C), בעוד שעבור גזים הצפיפות של אוויר (ב-1 atm ו-0 מעלות צלזיוס). זה מחושב באופן הבא:
כאשר 𝛒r היא הצפיפות היחסית, 𝛒 היא הצפיפות המוחלטת ו- 𝛒0 היא הצפיפות של חומר הייחוס. - צפיפות לכאורה. הוא מיושם על חומרים הטרוגניים, כמו גם על נקבוביים, שלהם תַעֲרוֹבֶת זה משפיע על הצפיפות (בהיותו פחות מאשר אם כל אלמנט היה דחוס בנפרד). מכאן שסוג זה של צפיפות אינו תלוי בטבעו של החומר, אלא באופן סידורו. לדוגמה, אם יש לנו חומר לחות, הצפיפות הנראית לעין שלו תהיה:
כאשר 𝛒a היא הצפיפות הנראית לעין של החומר, מ"ש היא המסה של החומר המיובש ו V0 הוא נפח החומר המולח, כלומר ללא ייבוש.
דוגמאות לצפיפות
כמה דוגמאות לצפיפות המוחלטת של יסודות וחומרים שונים (המבוטאים ביחידות המתאימות שלהם) יכולות להיות:
- מגנזיום (Mg). 1,738 גרם/סמ"ק
- סידן (Ca). 1.54 גרם/סמ"ק
- ברזל (Fe). 7.874 גרם/סמ"ק
- מוליבדן (מו). 10.22 גרם/סמ"ק
- כסף (Ag). 10.5 גרם/סמ"ק
- זהב (או). 19.3 גרם/סמ"ק
- אירידיום (לך). 22.562 גרם/סמ"ק
- דובניו (דב). 29.3 גרם/סמ"ק
- בוהריו (בה). 37.1 גרם/סמ"ק
- מים (H2O). 1 גרם / ס"מ3
- שמן. 0.92 גרם/סמ"ק
- אוויר. 1,225 ק"ג/מ"ק