شرح قانون الكثافة

ريهام عبد الحافظ 17 فبراير، 2020
سنتعرف في هذا المقال على شرح قانون الكثافة ، تزخر الطبيعية بالعديد من المواد المختلفة من حيث طريقة تكوينها وألوانها وطبيعتها وخصائصها الفيزيائية، وتعتبر الكثافة هي واحدة من أهم الخصائص الفيزيائية للعناصر، ويمكن عن طريقها تميز الحالة التي تكون عليها المادة خاصة حين تكون في شكل نقي، كما تدرس مدي قرب الجزيئات من بعضها في وحدة الحجم.
يتم استخدام مقدار الكثافة الكمي من اجل تحديدها دون وضع اتجاهها في الاعتبار، كما يتم استخدام قانون الكثافة من أجل معرفة كثافة المواد، وإليكم في الفقرات التالية على موسوعة شرح قانون الكثافة.

شرح قانون الكثافة

يعُد قانون الكثافة واحد من القوانين الفيزيائية التي تُستخدم لحساب الخصائص الفيزيائية للمواد بطريقة كمية، كما يقيس انعكاس طبيعة قيمة الكثافة على طبيعة المادة. اكتُشف بواسطة العالم اليوناني أرخميدس.

  • تم الإشارة إلى قانون الكثافة برموز يونانية وهي P= M/V
  • تم الإشارة إلى قياس الكثافة بالحرف اليوناني ρ  أما للإشارة إلى الكتلة وتقاس بوحدة الغرام (غم) فيما استخدم  V إلى الحجم والذي يقاس بسنتيمتر مكعب(سم3).

وقبل أن نشير إلى قانون الكثافة لابد أن نتعرف على مصطلحات الكتلة والحجم معاً، وكيفية قياسها في التالي:

  • الكتلة هي مقدار ما يوجد بالجسم من مادة وتقاس بوحدة الغرام (غم) أو الكيلوغرام (كغ). يمكن قياس أي كتلة عبر الميزان.
  • المادة هي الحيز الذي تشغله الكتلة في المكان ووحدة قياسها هي سم3 أو م3.
  • أما قانون الكثافة = الكتلة/الحجم . ويمكن الإشارة هنا إلى أنه الكثافة تعني حساب كتلة المادة لوحدة الحجم، كما أوضحنا أن الوحدة التي تُقاس بها  الكثافة قد تكون (غم/سم3) أو (كغ/م3)؛ وبالتالي فأن كثافة المواد أو العناصر مختلفة جداً عن بعضها.
  • وحدة الكثافة هي كجم لكل متر مكعب

يمكن استخلاص بعد النقاط الهامة من قانون الكثافة وهي:

  • قانون الكثافة Density يساعد في حساب كمية الكثافة للعناصر في حالتها النقية وفي هذه الحالة يعتبر مقدار الكثافة للمادة ثابت طالما لم يتعرض إلى أيه عوامل خارجية مؤثرة.
  • قد يساهم هذا القانون في حساب قياس المادة من خلال معرفة حجمها وكثافتها، أو العكس يمكن قياس حجم المادة عبر قياس كثافتها وكتلتها.
  • وعبر هذا القانون الرياضي يمكن استخلاص الوحدة التي تقاس بها الكثافة وهي أنه يتم حساب وحدة الأحجام من خلال قياسها بالمتر المكعب أو بوحدات الأحجام الأصغر منها في الحجم، أما فيما يتعلق بالكتلة فيتم قياسها من خلال وحدة الكلغ أو بوحدات الكتلة الأقل منها، وبالتالي فيمكن استنتاج وحدة قياس الكثافة وهي كلغ/متر مكعب أو غرام/سم مكعب.

تعريف الكثافة

  • تُعرف الكثافة بأنها عبارة عن الكتلة لأي وحدة حجم لمادة معينة لمادة ، أي أنها النسبة ما بين الكتلة والحجم معاً.
  • فتعني الكثافة بأنها مقياس المقدار أو الحيز التي تملئه المادة في وحدة الحجم أي المتر مكعب أو السنتيمتر مكعب.
  • ومبدأ الكثافة يقيس الجزئيات المتقاربة، فكلما كانت متقاربة من بعضها فأن كثافتها تزيد.
  • الكثافة هي عبارة عن خاصية فيزيائية للمواد سواء كانت سائلة أو صلبة أو غازية.

العوامل التي تؤثر على الكثافة

هنالك مجموعة العوامل التي تؤثّر على الكثافة أهما هي الضغط والحرارة ويمكن الإشارة لها بشيء بسيط من التفصيل وفي الآتي:

  • لا بد من الإشارة إلى هناك علاقة عكسية بين الحجم والكتلة أي أنه كلما قل حجم المادة زادت كثافتها مع ثبات كتلتها والعكس، إذن الكثافة مرتبطة بتغير حجم المادة.

الضغط

  • كلما زاد الضغط على الجزيئات التي تقترب من بعضها قل حجم الجسم المضغوط عليه.
  • هناك علاقة طردية بين الكثافة والضغط أي كلما زاد الضغط على الجسم زادت كثافته.
  • أن الحجم يتناسب عكسياً مع الكثافة والضغط.

الحرارة

  • يجب توضيح أن الحجم يتناسب طردياً مع الحرارة والحرارة تتناسب عكسياً مع الكثافة، أي عندما نقوم بتسخين الجسم أو المادة تزداد حرارتها وتبتعد جزيئتها عن بعضها وقد تنفصل مما يؤدي إلى زيادة حجم المادة.
شرح قانون الكثافة