تعليم

تعريف الكثافة

تعريف الكثافة

الكثافة (بالإنجليزية: Density) هي الصفة أو الخاصية الفيزيائية التي تُعبر عن العلاقة بين كتلة المادة وحجمها، فكلما ازدادت كتلة المادة زادت كثافتها، في حين أنها تقل بزيادة الحجم. وفي حين أن الكتلة تعرف فيزيائيًّا باعتبارها مقدار ما يحتوي عليه الجسم من مادة، ويُعرف الحجم باعتباره الحيز الذي تشغله المادة من الفراغ، ومن ثم أمكن تعريف الكثافة باعتبارها كتلة وحدة الحجوم من المادة.

 

قانون الكثافة

من خلال تعريف الكثافة السابق ذكره يُمكن استنتاج قانون الكثافة الذي وضعه عالم الرياضيات أرخميدس، والذي ينص على أن الكثافة تُساوي ناتج قسمة الكتلة على الحجم: الكثافة= الكتلة/الحجم. ووحدة قياسها هي (جم/سم3)، ويرمز لقانون الكثافة فيزيائيًّا بالمعادلة: ρ = m/v حيث: ρ رمز الكثافة، و m رمز الكتلة، و v رمز الحجم.

 

العوامل التي تؤثر على الكثافة

كما ذُكِرَ سلفًا، تتناسب كثافة المادة تناسبًا طرديًّا مع كتلتها؛ أي عند إحضار جسمين لهما نفس الحجم، وتزيد كتلة أحدهما عن الآخر، يُمكن ملاحظة أن كثافة الجسم ذو الكتلة الأكبر تكون أكبر. بينما في حالة إحضار جسمين متساويين في الكتلة ويزيد حجم أحدهما عن الآخر، سنلاحظ أنه كلما زاد الحجم قلت الكثافة. وبالإضافة إلى الكتلة والحجم، هناك بعض العوامل الأخرى التي تؤثر على الكثافة، وهي:

  • درجة الحرارة: إذ تقل كثافة الجسم عند تعرضه للحرارة، نظرًا لما تقوم به الحرارة من تباعد لجزيئات المادة ينتج عنه زيادة طبيعية في الحجم، ومن ثَم فإن العلاقة بين الكثافة والحرارة علاقة عكسية.
  • الضغط: فتعرض الجسم لضغط زائد يعمل على تقلص حجمه، مما يؤدي إلى زيادة كثافته، ومن ثم فإن العلاقة بين الضغط والكثافة علاقة طردية.

 

تطبيقات على الكثافة

أفاد تعريف الكثافة وقانونها في الكثير المجالات المُختلفة، فكان من أهم تطبيقاتها:

  • ساعد معرفة كثافة المعادن في التوصل إلى المعدن الأنسب لصناعة العديد من المعدات والآلات وعلى رأسها الطائرات؛ إذ وُجِد أن المعدن الأنسب لصناعة هياكل الطائرات هو الألومنيوم نظرًا لانخفاض كثافته.
  • ساعد معرفة كثافة سوائل الجسم في الكشف عن الكثير من الأمراض مثل: كثافة الدم التي يُمكن من خلالها الكشف عن أمراض مثل النقرس والتهاب المفاصل، وكثافة البول التي يُمكن من خلالها الكشف عن مستوى الأملاح.
  • كما تُفيد في العديد من المجالات الأخرى مثل معرفة حالة الطقس، وفصل مشتقات البترول، وتحلية مياه البحر.
 
السابق
فوائد البطاطا لكمال الأجسام
التالي
السياحة في سويسرا

اترك تعليقاً