אנו מסבירים מהו נפח, כיצד הוא נמדד וכמה דוגמאות. כמו כן, מהי צפיפות ומסה.
מה זה נפח?
נפח מובן כגודל מטרי, אוקלידי וסקלרי, שניתן להגדיר כהרחבה של עצם בשלושת מימדיו, כלומר, תוך התחשבות בו. אורך, רוחב וגובה. כל הגופים הפיזיים תופסים א מֶרחָב שמשתנה בהתאם להם פרופורציות, ומידת החלל הזה היא הנפח.
כדי לחשב נפח של עצם, כל שעליכם לעשות הוא להכפיל את אורכו ברוחב ובגובה שלו, או במקרה של מוצקים גיאומטריים, ליישם נוסחאות מסוימות המבוססות על שטח וגובה או משתנים דומים אחרים. לדוגמה:
- נפח של מקבילית. v = l x b x h, כאשר l הוא אורך, b הוא רוחב, ו-h הוא גובה.
- נפח של קובייה. v = a3, כאשר ל הוא הצד של הקובייה, או ל איקס ל איקס ל.
- נפח של כדור. v = 4/3 x π x r3, כאשר ר הוא הרדיוס.
- נפח של צילינדר. v = π x r2 x h, שבו ח הוא גובה הגליל ו π איקס ר2 הוא פני השטח של הבסיס העגול.
- נפח של קונוס. v = (π x r2 x h) / 3, שבו ר הוא רדיוס הבסיס.
- נפח של פירמידה. v = 1/3 x ל x h, איפה ל הוא שטח הבסיס.
מצד שני, תלוי במצב צבירה של חומר וגם שלו טֶמפֶּרָטוּרָה, הנפח יכול ללבוש צורות שונות. כך גוף מוצק יש נפח קבוע ונחוש, בעוד נוזלים (נוזלים יגזים) אין להם נפח קבוע: הם מסתגלים לחלל שמכיל אותם. עקב שינויים בטמפרטורה, נפח המוצקים, הגזים והנוזלים יכול להשתנות, באופן כללי הם יכולים להתרחב או להתכווץ.
איך מודדים נפח?
היחידה שהוקמה ב מערכת בינלאומית (SI) למדידת הנפח הוא מטר מעוקב (m3), אם כי עבורלמדוד הקיבולת (שווה ערך לנפח אך בנוכחות נוזלים) משתמשים בליטרים. הבחנה זו נובעת מסיבות היסטוריות, אך הן מדדים שוות ערך: ליטר (L) שווה ערך לדצימטר מעוקב (dm3). זה אומר שאפשר לדבר גם על קילומטרים מעוקבים או מילימטר מעוקב, בהתאם לצורך.
במערכת המדידות האנגלו-סכסית, הנפח יימדד באמצעות רגל, אינצ'ים או יארד מעוקב, או עבור נוזלים החבית, הגלון והפיינט. בתחום הקולינרי הוא משמש כמדד לנפח לכוס, לכף או לכפית, שהם פחות מדויקים אבל הרבה יותר פרקטיים.
כוסות או מבחנות משמשות למדידת נפח הנוזל במעבדה.
כדי למדוד נפח של מוצק, יש לטבול אותו במבחנה עםמים (שאנחנו מכירים את הנפח שלו) ומכניסים את המוצק, כדי למדוד את העלייה בנפח המפרק. לאחר מכן יופחת הנפח ההתחלתי מהנפח הסופי ויתקבל נפח המוצק שנוסף.
דוגמאות לנפח
כדי להמחיש מה הנפח, אתה יכול לפנות לקיבולת של מיכלים שונים. לדוגמה, לכוס, ספל ובקבוק יש יכולות שונות המייצגות את נפח החלל בצורותיהם.
דוגמה נוספת היא מדידות של חומרים שונים המשמשים במעבדה כימית לביצוע א לְנַסוֹת: סנטימטרים מעוקבים של מוצק, ליטרים של גז או נוזלים אחרים.
צְפִיפוּת
צפיפות היא כמות סקלרית המוגדרת ככמות של מסה של חפץ חלקי בנפח שהוא תופס. היא מיוצגת בדרך כלל על ידי האות היוונית rho (ρ) והיא מתבטאת מתמטית כ- ρ = m / V. היחידה של מדידה הצפיפות לפי השיטה הבינלאומית היא הקילוגרם מעל מטר מעוקב (ק"ג / מ"ק).
מסה
ה מסה היא כמות המבטאת את כמות החומר הקיימת בגוף, נמדדת לפיו אִינֶרצִיָה (כלומר, שלך סיבולת לרכוש א תְאוּצָה מול הפעולה של א כּוֹחַ). זוהי תכונה מהותית של החומר, הנמדדת לפי השיטה הבינלאומית (SI) בקילוגרמים (ק"ג) ומתבטאת במשתנה m.
אין לבלבל מדידה זו עם כמות החומר, המחושבת כימית בשומות (חֲפַרפֶּרֶת); וגם לא איתומִשׁקָל, שהיא כמות וקטורית המייצגת את העוצמה שבה הכוח המשיכה פועל על גוף מסיבי, הנמדד על פי השיטה הבינלאומית בניוטון (N).