الخصائص الفيزيائية للمادة
- تُعرَّف المادة بأنها أي شيء له كتلة ويحتل مساحة. يمكن أن تكون المادة صلبة أو سائلة أو غازية.
- يتم تصنيف جميع المواد الموجودة حتى الآن بناءً على معرفة خواصها الفيزيائية ، والتي يمكن رؤيتها بالعين المجردة ، وخصائصها الكيميائية.
- هناك بعض الخصائص الفيزيائية للمادة التي يصعب رؤيتها بالعين ولكنها تتطلب خبرة ، وأخرى يمكن رؤيتها بالعين المجردة.
- الخاصية الفيزيائية هي خاصية يمكن معرفتها أو قياسها دون تغيير شكل وشكل المادة ، لأنه من الممكن استخدام وصف أو خليط لمجموعة من المواد النقية بدون شوائب ، لأن هذه المواد النقية لها جسم واحد وجسم واحد. تركيبة معينة وغير متغيرة ، مما يعني أن الخصائص الفيزيائية لهذه المواد ثابتة ولا تتغير.
- من أبرز الأمثلة على الخواص الفيزيائية للمادة المساحة ، واللون ، والكتلة ، والكثافة ، والتركيز ، والتردد ، والكفاءة ، والسعة ، والطول ، والشحنة الكهربائية ، وأمثلة أخرى.
ما هي الكثافة
- من أجل تحديد معنى الكثافة بشكل صحيح ، من الضروري أولاً تحديد ما هي الكتلة والحجم. الكتلة هي كمية المادة الموجودة في الجسم. يقاس الوزن بالجرام (جم) أو الكيلوجرام (كجم) ويمكن قياس الوزن باستخدام مقياس أما بالنسبة للحجم ، فهو المساحة التي يمكن أن تشغلها المادة وحجم المادة يقاس بالسنتيمتر المكعب أو المتر المكعب.
- يمكن تعريف كثافة أي مادة على أنها كتلة لكل وحدة حجم ، مما يعني أن كل مادة لها كثافتها الخاصة.
- هناك تعريف آخر للكثافة هو النسبة المحسوبة بين الكتلة والحجم ، لأن الكثافة تعتبر مقياسًا محددًا لإيجاد مقدار الامتلاء لمادة معينة في وحدة حجم الكثافة ، ووحدة حجم الكثافة هي متر مكعب أو سم مكعب.
- الكثافة هي مقياس محدد لمدى قرب الجزيئات من بعضها البعض ، وكلما اقتربت الجزيئات من بعضها البعض ، زادت الكثافة.
- يمكن تعريف الكثافة على أنها خاصية مادية للمادة لأن كل عنصر ومركب له كثافته الخاصة المرتبطة به.
- الكثافة هي خاصية مميزة لجميع المواد ، بغض النظر عما إذا كانت المادة صلبة أو سائلة أو غازية.
- يستخدم العلماء الكثافة بشكل متكرر ومتسق ، وهناك رمز رياضي محدد للكثافة ، ورمزها الرياضي هو الحرف اليوناني وهو الحرف p.
- هناك وحدة للكثافة ووحدة الكثافة هي الحجم لكل متر مكعب اكتشف أرخميدس مبدأ الكثافة وتعريفها.
قانون الكثافة
- اكتشف العالم اليوناني الشهير أرخميدس الكثافة وأطلق عليها هذا المصطلح ، بالإضافة إلى أنه طور أيضًا قانونًا رياضيًا يساعد في حساب كثافة المادة.
- يمكن حساب كثافة أي مادة بمعرفة الكتلة التي تزنها المادة ومعرفة حجمها ، لأن الكثافة تساوي كتلة المادة مقسومة على حجمها.
- وفقًا لقانون حساب الكثافة (w = k / h) ، نحتاج إلى معرفة متغيرين من هذه المعادلة من أجل حساب المتغير الثالث (w).
- هناك شكل آخر وشكل آخر للقانون يسمح بكتلة المادة وهي (k = w xh).
- من أجل حساب الحجم من حيث المجهول في المعادلة ، نستخدم القانون التالي (h = k / s).
- تمثل الرموز السابقة ما يلي: يمثل k حجم المادة ، ويمثل w كثافة المادة ، ويمثل h حجم المادة.
باستخدام الكثافة
يمكن تلخيص الاستخدامات الأكثر شيوعًا للكثافة على النحو التالي:
- تعرف على كيفية تفاعل المواد عند خلطها. على سبيل المثال ، يمكن أن يطفو الخشب على الماء لأن كثافة الخشب أقل من كثافة الماء.
- مثال آخر للكثافة هو عندما يتم وضع قضيب حديدي في الماء ويغرق في الماء لأن كثافة القضيب الحديدي أكبر من كثافة الماء.
- توضع العوامات في خزانات المياه لأن العوامات يمكن أن تطفو على الماء لأن كثافة العوامة أقل من كثافة الهواء.
- مثال آخر للكثافة ، عندما يذهب سائق السيارة إلى ميكانيكي لفحص الزيوت الموجودة فيها ، يقوم الميكانيكي بوضع بعض الزيوت في مقياس الكثافة لأن هذا العداد به أشياء كثيرة تقوم بمعايرة وقياس الزيوت وبعض الزيوت. منها يمكن أن تطفو في الزيت ومن الممكن تحديد كثافة الزيوت داخل السيارة ، مما يساعد الميكانيكي أو أخصائي السيارات على تحديد ما إذا كان الزيت بحاجة إلى التغيير أو ما إذا كان لا يزال قابلاً للاستخدام.
- هناك تغييرات معينة تحدث في كثافة مادة ما وتعتبر هذه التغييرات مفيدة ، ومن أفضل الأمثلة المعروفة على ذلك عندما تحدث تغيرات كيميائية تؤدي إلى إنتاج الطاقة ، على سبيل المثال ، تنتج بعض البطاريات مادة كيميائية. عندما يجتمع الحمض مع الرصاص مما يؤدي إلى انخفاض كثافة المحلول وعندما تقيس هذه الكثافة ، فمن الممكن معرفة الكمية المتبقية من الشحنات داخل تلك البطارية ، وللكثافة استخدامات عديدة في الفيزياء والهندسة والطقس ومجالات أخرى.
العوامل المؤثرة على الكثافة
بعد ذكر قانون الكثافة لا بد من استنتاج أن الكثافة تعتمد بشكل أساسي على وزن وحجم المادة ، حيث يعتبر حجم المادة متغيرًا وبالتالي تتغير الكثافة مع تغير الحجم ، لأن العلاقة بين الحجم والكثافة علاقة عكسية. على الكثافة:
- الضغط: عندما تقترب جزيئات المادة من بعضها ، يندفع الصقر عليها ، لأنه عندما ينضغط الجسم ينخفض الحجم ، ويُعرف الحجم بأنه يتناسب عكسياً مع الكثافة والضغط ، وذلك مع ضغط الصقر تزداد الكثافة والعكس صحيح.
- الحرارة: عند تسخين الجسم تزداد درجة حرارته وبالتالي تتحرك جزيئاته وتبتعد عن بعضها البعض مما يؤدي إلى انخفاض حجمه ومن المعروف أن الحجم يتناسب طرديًا مع الحرارة ويتناسب عكسياً مع الكثافة.
أخيرًا ، يجب توضيح أن الكثافة مهمة جدًا ، والإجابة على سؤال ماهية الكثافة هي أنها كتلة لكل وحدة حجم ، والعوامل التي تعتمد عليها الكثافة هي الحرارة والضغط.