תוֹכֶן
ללא קשר למידת הרקע שלך במדעי הגופני, כמעט נתקלת במונח "צפיפות" בשלב מסוים במסעות המקוונים, הטלוויזיה, הספרים או התקשורת האחרים שלך. אולי אתה יודע ש"צפוף "פירושו" עבה "במובנים מילוליים וגם מטפוריים: אותו חבר שלעולם לא" מקבל "בדיחות בסיסיות או מנסה שוב ושוב" להמתיק "את הקפה שלו במלח שולחן עשוי להיות מתואר ככזה.
בפיזיקה, לעומת זאת, לצפיפות יש הגדרה ספציפית. משוואת הצפיפות היא פשוטה: קח את מסה של חפץ (יחידת ה- SI, או système internationale, היא הקילוגרם או הק"ג) שהחומר שלו מופץ באופן שווה חלק את זה ערך בסך הכל כרך של האובייקט (יחידת ה- SI במקרה זה היא המטר מעוקב או מ '3למרות שלעתים קרובות משתמשים בליטר או L)) צפיפות היא התוצאה. מסיבות היסטוריות, לעתים קרובות מצוין כמות זו על ידי האות היוונית rho או ρ.
נוסחת הצפיפות היא אפוא
ρ = frac {m} {V}"כבד" לעומת צפוף
בשפה היומיומית, כשמישהו מציע את הטענה "עופרת כבדה מערפל" וכדומה, אנו מניחים בדרך כלל שהדובר מדבר על "כמות" או נפח דומה של כל אחד. אולם באופן קפדני, אם "כבד" מרמז על "מסיבי" או "כבד משקל", והטענה כי כמות בלתי מוגדרת של חומר אחד היא מסיבית יותר מכמות לא מוגדרת של חומר אחר אינה שווה. 1,000 ליטר אוויר, למשל, כבד יותר ממיקרומטר זהב.
צפיפות המים: אמת מידה
בהגדרה, ליטר אחד (1 ליטר) מים בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס (4 מעלות צלזיוס) הוא בעל מסה של קילוגרם (1 ק"ג). זה נוח מכיוון שכולם מטפלים במים כמעט בכל יום, ולפיכך לרוב האנשים יש תחושה הגונה עד כמה הם "כבדים" לעומת חומרים אחרים, כולל מתכות.
שימו לב כי חישוב צפיפות הוא חסר משמעות ללא התאמה נכונה של היחידות במונה ובמכנה. כלומר, אם אתה משתמש בק"ג למסה, עליך להשתמש ב m3 לנפח. יחידה שווה ערך, גרם למיליליטר, או g / mL, נפוצה יותר הן במועדים מדעיים והן בהמצאות שכבות. מ"ל שווה לסנטימטר מעוקב או ס"מ3, אז זה ניתן לכתוב גם גרם / ס"מ3.
צפיפות: זהב לעומת עופרת
זהב הוא הבולט בקרב מה שנקרא מתכות יקרות. הוא גם צפוף במיוחד, עם צפיפות של 19.3 גרם / ס"מ3. זה הופך את המתכת כמעט פי 20 לצפופה כמו מים. בהתחשב בעובדה שאתה כבר יודע שליטר מים שוקל קילוגרם אחד, או 2.2 ק"ג, אתה יכול להסיק כי בקבוק המים של 1 ליטר (1,000 מ"ל) שאתה לוגם את דרכך במהלך שיעור הכימיה היה בעל מסה של 19.3 × 2.2 = 42.46 פאונד.
עופרת, לעומת זאת, בודקת 11.3 גרם / ס"מ3, שהוא צפוף מאוד, אך רק כ -60 אחוז מזה מזהב. מדוע, אם כן, אתה מניח שכשאנשים מדברים על דברים צפופים או כבדים בצורה יוצאת דופן, הם לעתים קרובות משווים זה לזה להוביל במקום זהב, כמו בביטוי "הבדיחה ההיא עברה כמו בלון עופרת"? הסיבה לכך היא שהעופרת פשוט כל כך הרבה יותר בשפע, וזה בתורו קשור לעובדה שזה עולה כל כך הרבה פחות, כלומר שלמעשה כולם רואים, נוגעים ומטפלים בעופרת הרבה יותר מזהב בחייה.
צפיפות בשיקולים אחרים: מנורות לבה
מנורת הלבה, שהומצאה במקור בשנות השבעים בארה"ב, מנצלת את עקרונות הצפיפות כדי ליצור אפקט מהפנט קלות. שמן צפוף יותר ממים ממוקם בתוך מיכל המכיל מים ויוצר את עיקר המנורה. מכיוון שהוא "כבד יותר", השמן שוקע לקרקעית. אך כאשר המנורה דולקת, השמן מתחמם, "מתרופף", הופך להיות פחות צפוף ועולה לראש המים. לאחר מכן הוא מתקרר ושוקע לתחתית, מתחיל את המחזור מחדש.