محتويات
الكثافة
تعبّر الكثافة عن مدى تراص جزيئات المادة، وهي ناتج قسمة كتلة المادة على حجمها، ووحدتها غم/ سم³ أو كغ/ م³. تعتمد كثافة المادة على كتلتها وحجمها؛ إذ تزداد كثافة المادة بزيادة كتلتها، بينما تقلّ بزيادة حجمها، لذلك تختلف المواد عن بعضها في كثافتها؛ إذ إنّ المادة ذات الجزيئات الأكثر تراصاً كالألمنيوم تكون كثافتها أعلى من المادة ذات الجزيئات الأقل تراصاً كالخشب.
الكتلة
تعبّر الكتلة عن كمية المادة الموجودة في الجسم، ووحدتها غم أو كغ؛ حيث إنّ كل 1 كيلوغرام يساوي 1000غرام ، وتقاس كتلة الجسم بالميزان الحساس أو ميزان ذو الكفتين أو الميزان الإلكتروني. الجدير ذكره أنّ كتلة الجسم تختلف عن وزنه، فوزن الجسم يُعبّر عن مقدار جذب الكوكب له، وهو شكل من أشكال القوة، ووحدته نيوتن، ويُمكن حساب وزن أي جسم على الأرض من خلال ضرب كتلته بمقدار الجاذبية الأرضية وهي 10 م/ ث².
الحجم
يعبّر الحجم عن الحيز الذي يشغله أي جسم في المكان، ووحدته لتر أو مل أو م² أو سم³، ويقاس الحجم بالمخبار المدرج. إن الأحجام المتساوية من المواد المختلفة لها كثافة مختلفة.
كثافة الماء
تبلغ كثافة الماء غرام/ سم³، أي إنّ كتلة 1سم³ من الماء تساوي 1غم. تقاس كثافة السوائل عمليّاً عن طريق قياس كتلة السائل بالميزان أولاً، ثم قياس حجم السائل بالمخبار المدرج، ومن ثمّ إيجاد كثافة السائل حسابياً.
قياس كثافة المواد الصلبة عملياً
يمكن قياس كثافة المادة الصلبة غير منتظمة الشكل، عن طريق قياس كتلتها وحجمها؛ إذ إنّ حجم المادة الصلبة يقاس بالمخبار المدرج؛ حيث يوضع فيه الماء، ويحسب حجمه، ومن ثم توضع فيه المادة الصلبة، ويُحسب الفرق بين الحجمين لنصل إلى حجم المادة الصلبة، أمّا المواد الصلبة منتظمة الشكل، فيُمكن حِساب حجمها عن طريق القوانين الرياضية؛ حيث إنّ حجم المكعّب يُساوي (طول الضلع)³، أمّا حجم متوزاي المستطيلات فيساوي ( الطول× العرض× الارتفاع)، أما حجم الكرة فيساوي (4/3 π نق³)، وحجم الأسطوانة يساوي ( مساحة القاعدة × الارتفاع) وبما أن قاعدة الأسطوانة دائرية الشكل، فإنّ مساحتها تساوي (نق2π) .
كثافة بعض المواد
بعض المواد كثافتها عالية؛ كالحديد، والذهب، والنحاس، وأخرى كثافتها منخفضة؛ كالخشب، والنفط وغيرها. وتبعاً لذلك تطفو المادة الأقل كثافة فوق المادة الأعلى كثافة، فمثلاً يطفو الزيت فوق الماء، وتطفو قطعة الخشب فوق الماء، بينما تغوص قطعة الحديد في الماء. فيما يلي قيم كثافة بعض المواد: كثافة الزئبق تساوي 13.6 غم/سم³ ، بينما تساوي كثافة الألمنيوم 2.7 غم/سم³ ، بينما تساوي كثافة الخشب 0.5 غم/سم³.
