محتويات
تعريف الكثافة
إن كثافة المادة عبارة عن إحدى الخصائص الفيزيائية لها وهي عبارة عن الكتلة لكل وحدة حجم بالمفهوم العلمي البحت، فهي النسبة بين الكتلة والحجم، وهذا يعني أن الكثافة مقياس لمقدار امتلاء جزيئات المادة في وحدة الحجم؛ مثل المتر مكعب أو السنتيمتر مكعب أو غيرها.[١][٢]
يمكن توضيح مفهوم الكثافة بشكل أفضل من خلال استخدام كلمات بسيطة، حيث يمكن وصف الكثافة على أنها مدى تقارب أو تباعد الجزيئات المكونة للمادة عن بعضها البعض، فكلما تقاربت هذه الجزيئات كانت الكثافة أكبر، وكلما تباعدة كانت الكثافة أقل، ويمكن أن نأخذ الإسفنج مثال على ذلك، حيث يمكن تقليص حجم الإسفنجة من خلال الضغط عليها، مما يؤدي إلى تقارب الجزئيات المكونة لها وجعلها في حيز أصغر، فقبل الضغط على الإسفنج كانت كثافته أقل من بعد ما تم الضغط.[٣]
ما هي وحدة قياس الكثافة؟
بما أن الكثافة تتبع لقانون التالي:
الكثافة= الكتلة / الحجم، فإن وحدة قياس الكثافة سوف تكون بشكل بديهي غرام أو كيلوغرام أو مشتقاتها / متر مكعب أو سنتيمتر مكعب، أو مللتر أو لتر، وذلك بحسب الكمية التي يتم قياسها أو بحسب طبيعة المادة، إذ عادة ما يستخدم غرام/ لتر مع المواد الغازية لانخفاض كثافتها، ويستخدم مع الصلب عادة ما يستخدم غرام/سنتيمتر مكعب.[٤]
تطبيقات الكثافة في الحياة اليومية
فيما يلي أبرز التطبيقات التي يمكن أن تمر بناء بشكل يومي وتدل على تباين الكثافة بين المواد:[٣]
- فصل الزيت عن الماء: بسبب الاختلاف الكبير بين كثافتي الزيت والماء فإنه لا يمكن مزجهما، ومهما حاولت فعل ذلك في الناهية عند التوقف عن المزج سوف يصعد الزيت الاقل كثافة إلى أعلى.
- الطفو: سواء كان الامر متعلق بالطفو في الماء والذي هو أكثر شيوعًا، أو الطفو في الجو، فإن الأمر يعتمد على الكثافة، ومن أبزر هذه التطبيقات المنطاد، والذي يمت تسخين الهواء بداخله حتى يصبح أقل كثافة من الهواء المحيط به مما يجعله يطفو.
العوامل المؤثرة على الكثافة
بعد تعريف الكثافة لا بدّ من الحديث عن العوامل المؤثرة عليها؛ إذ إنّه عند القيام بقياس كثافة جسم ما يتم قسمة كتلة هذا الجسم على حجمه، مع الأخذ بعين الاعتبار أنّ هذا القياس يتم عادةً في ظل الظروف القياسية لدرجة الحرارة والضغط أيّ عند 0 درجة مئوية و 1 ضغط جوي:[٤]
- درجة الحرارة: كلما تغير الحجم تغيرت الكثافة، أمّا الكتلة لا يمكن أنّ تتغير حتى يتم إضافة بعض من المادة نفسها إليها، والحجم يتغير عند تسخين المادة أو تبريدها، فإنّ درجة الحرارة هي عامل مهم، فكلما زادت درجة الحرارة؛ تتمدد معظم المواد أو يزيد حجمها، وهذا يؤدي إلى انخفاض في الكثافة، والعكس صحيح فعندما تنخفض درجة الحرارة تزداد الكثافة وينقص حجم المادة.
- الضغط: على غرار الحرارة فإن الضغط يؤثر بشكل كبير على جزيئات المادة، وكلن هذه المرة العلاقة طردية، إذ لكما زاد الضغط على الجزئيات يزيد اقترابها من بعضها البعض، مما يؤدي إلى إنحسار نفس عدد الجزيئات في حجم أقل، وهذا يعني زيادة الكثافة، والعكس صحيح، فإن انخفاض الضغط يؤدي إلى تباعد الجزئيات وشغلها حيز أكبر أي حجم أكبر مما يقلل كثافة المادة، وهذا يطلق عليه التوسع أو التمدد.
- التحول: يقصد بالتحول من طبيعة مادية إلى أخرى، ما بين الصلب والسائل والغاز، إذ تعد الحالة الصلبة للمادة هي الأعلى كثافة، وتأتي الحالة السائلة بالمترتبة الثاني، ويحتل الغاز المرتبة الأخيرة من حيث قيمة الكثافة.
المراجع[+]
- ↑ "An Introduction to Density: Definition and Calculation", www.thoughtco.com, Retrieved 04-01-2020. Edited.
- ↑ "density chemistry and physics", britannica, Retrieved 1/4/2024. Edited.
- ^ أ ب "What Is Density?", byjus., Retrieved 1/4/2024. Edited.
- ^ أ ب "Density", studysmarter, Retrieved 1/4/2024. Edited.
