محتويات
تعريف الكثافة
إنّ الكثافة هي إحدى الصفات الفيزيائيّة للموادّ، ويُطلق عليها أيضاً مُصطلح الكتلة الحجميّة للمادّة، وتُعبّر عن كتلة وحدة الحجم لمادّة ما، كما ينصّ قانون الكثافة على أنّها تُساوي الكميّة الناتجة عن قسمة الكتلة الكليّة لجسم ما على حجمه، ويُمكن حساب الكثافة من خلال القانون الرياضيّ الخاصّ بها ومن خلال معرفة المحدّدات كحجم الجسم، وكتلته الكليّة.
تطبيقات الكثافة
يُمكن الاستفادة من معرفة قيمة الكثافة للأجسام أو المواد المختلفة في الكثير من التطبيقات في الحياة العمليّة: كمعرفة قيمة شحن بطارية السيّارة، وذلك لأنّ الطاقة المتولدة منها تعتمد على التفاعلات الكيميائيّة، وانخفاض قيمة كثافة المحلول يعدّ إشارة إلى تفريغ الشحنات منه، كما يمكن الاستفادة من قيمة الكثافة في تحديد والكشف عن بعض الأمراض المتعلّقة بفحص الدّم لاكتشافها، وذلك لأنّ للدّم قيمة كثافة محددة وزيادة هذه القيمة تدلّ على زيادة كريات الدّم الحمراء، وتكون دليلاً على الإصابة بإحدى الأمراض كالنقرص، والتهابات المفاصل، والجفاف.
وحدة قياس الكثافة
تعبّر وحدة الكثافة عن الكتلة مقسومة على وحدة الحجم، وتُقاس بالغرام/ سنتمتر مكعّب، أو مشتقاتها كالكيلوغرام/ متر مكعّب وغيرها من الكميّات المشتقّة من وحدة الغرام ووحدة السنتمتر.
العوامل المؤثّرة في قيمة الكثافة
تعتمد قيمة الكثافة بشكل أساسي على خاصتيّ الكتلة والحجم، وتتأثّر بهما وبتغيّرهما، وتعتبر الكتلة من الصفات الثابتة المميّزة للمادّة، أمّا الحجم فهو خاصيّة متغييرة وتتأثّر قيمته بالعوامل الخارجيّة التي تحدث للمادّة، وبالتالي فهناك علاقة عكسيّة تربط بين الحجم وقيمة الكثافة؛ فكلّما زادت قيمة الحجم تقلّ كثافة المادّة، وتتأثّر قيمة الكثافة بالعوامل التالية:
- الحرارة: عند رفع درجة حرارة جسم ما فإنّ جزيئاته تمتلك طاقة أعلى وبالتالي تبتعد عن بعضها البعض، ممّا يُسبّب حدوث زيادة في حجم المادّة، ونقص في قيمة كثافة الجسم، لذلك فإنّ العلاقة بين درجة الحرارة والحجم هي علاقة طرديّة، وبين درجة الحرارة وقيمة الكثافة علاقة عكسيّة.
- الضغط: عند تعريض جسم ما لضغط عالٍ أو رفع قيمة ضغطه الحالية فإنّ جزيئاته تقترب من بعضها البعض، وبالتالي سيقلّ حجمه، ممّا يُسبّب زيادة في قيمة كثافته، فهناك علاقة عكسيّة بين حجم الجسم وضغطه، وعلاقة طرديّة بين ضغط الجسم وقيمة كثافته.
إنّ كثافة مادّة ما تحدّد في جداول، ولكن مع تحديد كلّ من درجة الحرارة، والضغط المؤثر عليها، وبشكل عام فإنّ المواد الصلبة هي الأعلى كثافة، وتليها المواد السائلة، وأخيراً الغازيّة بسبب اختلاف المسافات بين جزيئات كل حالة.
