ما هي الكثافة وقوانينها
ما هي الكثافة وقوانينها سوف نتحدث اليوم عن الكثافة النسبية، وما هو معدل الكثافة، وما هي القوانين التي تطبقها في الكثافة، فالكثافة النسبية تسمى أيضًا بالوزن النوعي للأجسام.
وسوف نتعرف بالتفصيل على كيفية حساب الوزن النوعي للأجسام في هذا المقال المهم والذي نستخدمه بشكل دائم في التطبيقات العملية لكل الأشياء في حياتنا، فالكثافة لكل شيء في الحياة فمثلًا كثافة الماء.
وكثافة الزيوت وكثافة الهواء، وكثافة الرمل، وكثافة الغازات، وكثافة كل المواد الصلبة، فكل شيء حولنا له كثافة ولمعرفة كل المعلومات عن الكثافة يجب متابعة هذا المقال حتى آخره للاستفادة الكاملة منه.
ما هي الكثافة وقوانينها
- والكثافة نوعان هما: النوع الأول وهو الكثافة النسبية لأوزان الأجسام، والنوع الثاني هو الكثافة النوعية.
- أما الكثافة النسبية فيطلق عليها الوزن النوعي للأجسام، وهي من الصفات الفيزيائية للأجسام .
- وتكون عبارة عن العلاقة بين الكتلة الحجمية للأجسام مع الكتلة الحجمية للماء الصافي والتي تكون درجة حرارته هي (3,98 Cº).
- أما بالنسبة للكثافة النسبية للغازات فتكون علاقتها بين الكتلة الحجمية للغازات مع الكتلة الحجمية للهواء الصافي.
- وهي عبارة عن رقم مجرد يدل على نسبة معينة لذلك لا يوجد للكثافة النسبية أي وحدة قياس فهي رقم فقط.
- أما عن الكثافة النوعية وفيها يتم اخذ كثافة الماء بمقدار ثابت بنفس درجة كثافة الأجسام الأخرى.
- وهنا الكثافة النوعية تعني أنها النسبة بين كثافة مادة محددة وفي درجة حرارة أيضًا محددة وكثافة الماء في نفس درجة الحرارة.
- حيث أن كثافة الماء العذب عمومًا تساوي حوالي 1000 كيلو جرام لكل متر مكعب، إذا يتضح أن وحدة قياس الكثافة النوعية تكون بالكيلو جرام لكل متر مكعب(كجم/م3).
- وممكن أيضًا أن تقاس بالجرام لكل سنتيمتر مكعب(ج/سم3) وبذلك يكون لها وحدة قياس محددة. وعلما بان النظام الدولي حدد كتلة حجمية ثابتة للماء العذب وهي ما تعادل 103 0كجم/م3.
شاهد أيضًا: خطوط المجال الكهربائي والمغناطيسي
ما هو قانون الكثافة؟
أولًا يجب أن نعرف من هو العالم الذي وضع قانون الكثافة والذي وضعها هو العالم أرخميدس، وفي هذا القانون قال أرخميدس انه لحساب كثافة أي مادة ما يجب معرفة حجمها وكتلتها، وأن لحساب الكثافة نقوم بقسمة الكتلة على الحجم.
العوامل المؤثرة في الكثافة؟
الكثافة عمومًا تعتمد على خاصيتي الحجم والكتلة وتتأثر الكثافة بهما، والكتلة دائمًا تكون ثابتة ولكن التغير الأساسي يكون بالحجم.
ويتأثر الحجم عمومًا بالعوامل الخارجية لكل مادة مع الاختلاف في خواص هذه المادة، ويجب أن نعرف أن علاقة الحجم والكثافة علاقة عكسية بمعنى أنه إذا زاد الحجم قلت الكثافة والعكس صحيح.
إذا قل الحجم زادت الكثافة وهذا ما نستنتجه من قانون الكثافة، أما بالنسبة للعوامل التي تؤثر على الكثافة هي:
الحرارة
- وهي ما أكثر واهم العوامل المؤثرة بشكل كبير على كثافة أي مادة، وهنا يجب أن يستوقفنا الكلام لكي نعرف أن العلاقة بين الحرارة وبين الكثافة علاقة عكسية، بمعنى أنه إذا زادت الحرارة قلت الكثافة والعكس صحيح، إذا قلت الحرارة زادت الكثافة.
- أما بالنسبة للعلاقة ما بين الحرارة والحجم فهي علاقة طردية بمعنى أنه إذا زادت الحرارة زاد الحجم، وإذا قلت الحرارة قل الحجم، فعندما نحضر أي جسم ونعرضه للحرارة سوف يتعرض هذا الجسم إلى تباعد جزيئاته عن بعضها وبذلك يزيد الحجم وبالتالي تقل كثافته.
شاهد أيضًا: كم هي كثافة الألمنيوم
الضغط
- أما في الضغط فكل علاقاته عكسية وذلك يطبق على الكثافة والحجم، فكلما زاد الضغط قلت الكثافة وقل الحجم وكلما قل الضغط زادت الكثافة وزاد الحجم.
- فإذا أحضرنا جسم ما وأوقعنا عليه ضغط معين فإن جزيئات هذا الجسم سوف تنكمش بجانب بعضها فيقل حجمها وبالتالي تزيد كثافتها.
- ونظرًا لاختلاف الكثافة بين المواد المختلفة فإن المواد الأعلى كثافة هي المواد الصلبة، وأما المواد المتوسطة الكثافة فهي المواد السائلة.
- وأقل هذه المواد من حيث الكثافة هي المواد الغازية، لذلك يجب تدوين كل الملاحظات الخاصة بكل مادة من ضغط وحجم وكتلة ودرجة الحرارة لمعرفة كيفية التعامل مع المواد المختلفة.
ما هي التطبيقات التي يمكنها أن تفيدنا في معرفة الكثافة؟
- بما أن موضوع الطائرات موضوع حساس جدًا فيجب أن تقل كثافتها لوجودها في الغلاف الجوي فكان المهندسون القائمون على ذلك بتصنيع هياكل الطائرات من مادة الألمونيوم وذلك لقلة كثافتها.
- التعرف على كمية الشحن الموجودة بالسيارات.
- فالتفاعلات الكيميائية بداخل بطاريات السيارات تتوقف عليها كمية الطاقة المتولدة منها .
- ويشير انخفاض كثافة المحلول إلى تفريغ الشحنات من البطارية، تستخدم الكثافة أيضًا للتعرف على بعض الأمراض الموجودة بالدم.
- وذلك لأن للدم كثافة معينة والزيادة في كثافة دم الإنسان تدل على تجمع كريات الدم الحمراء بالجسم.
- وهذا يدل على تعرض هذا الشخص إلى أمراض مختلفة منها داء النقرس.
- وارتفاع مستوي الأملاح بالجسم أو التهابات المفاصل.
- وممكن أن يكون سبب زيادة كثافة الدم بالجسم من قلة السوائل التي يتناولها الإنسان يوميًا أو بسبب جفاف تعرض له.
- وتستخدم الكثافة بشكل كبير في معرفة تفاعل المواد عند خلطها مع بعضها.
- فلو سألنا أنفسنا سؤال مهم لماذا يطفو الخشب فوق الماء بينما يغوص الحديد في الماء؟
- بالنسبة للخشب فذلك يحدث لأن كثافة الخشب قليلة عن الماء.
- أما في الحديد فإن كثافته اعلى من كثافة الماء لذلك يغوص فيها.
شاهد أيضًا: تقرير عن طرق انتقال الحرارة
وفي النهاية أرجو أن يكون هذا الموضوع قد أمدكم ببعض المعلومات المهمة عن الكثافة.