Περιεχόμενο
Η πυκνότητα, το βάρος ενός αντικειμένου διαιρούμενο με τον όγκο του, είναι μια ιδιότητα όλων των υλικών, συμπεριλαμβανομένων στερεών, υγρών και αερίων. Η τιμή της πυκνότητας ενός αντικειμένου εξαρτάται από το τι είναι κατασκευασμένο καθώς και από τη θερμοκρασία του. για παράδειγμα, τα βάρη μολύβδου είναι πυκνότερα από τα φτερά και ο ψυχρός αέρας είναι πυκνότερος από τον θερμό αέρα. Επειδή οι επιστήμονες το χρησιμοποιούν τόσο συχνά, η πυκνότητα έχει το δικό της μαθηματικό σύμβολο, το ελληνικό γράμμα rho, το οποίο μοιάζει με μια μικρή περίπτωση p.
Εγγενής ιδιοκτησία
Η πυκνότητα είναι εγγενής ιδιότητα κάθε ουσίας, δηλαδή η πυκνότητα όλων των αντικειμένων σιδήρου είναι η ίδια ανεξάρτητα από το πόσο μεγάλα είναι αυτά ή ποιες μορφές παίρνουν. Αυτό καθιστά δυνατή την ταυτοποίηση ενός άγνωστου υλικού με τον προσδιορισμό της πυκνότητάς του, κατόπιν σύγκρισης αυτού με έναν κατάλογο γνωστών ουσιών και την πυκνότητά τους.
Eureka Στιγμή
Ο Έλληνας φιλόσοφος Αρχιμήδης έλαβε το δύσκολο έργο να ανακαλύψει εάν ο χρυσοχόος του βασιλιά Ιιέρου κλέβει χρυσό και αντικαθιστά το με φθηνότερο μέταλλο σε ένα πολύτιμο αντικείμενο. Ο Αρχιμήδης συνειδητοποίησε, ενώ πήρε ένα λουτρό, ότι θα μπορούσε να καθορίσει τον όγκο του ύποπτου αντικειμένου από την ποσότητα νερού που μετατόπισε. Στη συνέχεια, διαιρώντας το βάρος με τον όγκο, κατόπιν συγκρίνοντας την προκύπτουσα πυκνότητα με εκείνη του χρυσού, θα μπορούσε να καθορίσει εάν το αντικείμενο ήταν χρυσός ή φθηνότερο υποκατάστατο. Σύμφωνα με το μύθο, η σκέψη τόσο ενθουσιασμένη με τον Αρχιμήδη ότι έτρεξε μέσα από την πόλη φωνάζοντας "Eureka !," μια ελληνική λέξη που σημαίνει "το βρήκα".
Αλλαγές στην πυκνότητα
Η αλλαγή της πίεσης ή της θερμοκρασίας ενός αντικειμένου θα αλλάξει γενικά την πυκνότητα του. Καθώς μειώνεται η θερμοκρασία, η κίνηση των μορίων σε μια ουσία επιβραδύνεται. καθώς επιβραδύνουν, χρειάζονται λιγότερο χώρο, προκαλώντας αύξηση της πυκνότητας. Αντίθετα, η αύξηση της θερμοκρασίας συνήθως έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της πυκνότητας. Υπάρχουν εξαιρέσεις από τον κανόνα θερμοκρασίας: Το νερό, για παράδειγμα, επεκτείνεται ελαφρώς όταν παγώνει, οπότε ο πάγος είναι λιγότερο πυκνός από το υγρό νερό. Ο πάγος επιπλέει στο νερό επειδή η πυκνότητα του πάγου είναι χαμηλότερη.
Πλωτή και Βύθιση
Η σχετική πυκνότητα καθορίζει αν ένα αντικείμενο θα επιπλεύσει σε ένα υγρό. για παράδειγμα, ένα κλαδί δέντρου επιπλέει σε ένα ποτάμι εάν το ξύλο είναι λιγότερο πυκνό από το νερό. Από την άλλη πλευρά, ένα πυροβόλο σιδήρου βυθίζεται στο νερό επειδή η πυκνότητα του είναι μεγαλύτερη από το νερό. Λάβετε υπόψη ότι η ολική πυκνότητα ενός αντικειμένου διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην επιπλεόν και τη βύθιση. Ένα πλοίο σιδήρου, για παράδειγμα, επιπλέει σε έναν ωκεανό επειδή, αν και ο σίδηρος είναι πυκνότερος από το νερό, το μεγαλύτερο μέρος του εσωτερικού του πλοίου είναι γεμάτο με αέρα, μειώνοντας συνολικά την πυκνότητα του σκάφους. Αν το πλοίο ήταν ένα στερεό μπλοκ σιδήρου, θα βύθισε σαν πέτρα.
Λειτουργία
Οι μετρήσεις πυκνότητας χρησιμοποιούνται όταν το βάρος και η κατανομή βάρους είναι σημαντικές. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει την κατασκευή πλοίων, κτιρίων, αεροπλάνων και άλλων μέσων μεταφοράς. Οι μετρήσεις πυκνότητας είναι επίσης χρήσιμες όταν καθορίζετε πόση δύναμη απαιτείται για να μετακινήσετε ένα υγρό μέσω σωληνώσεων ή σωληνώσεων.