چگالی

چگالی

مفهوم چگالی در واقع به این موضوع اشاره دارد که چقدر "چیز" در یک "جا" جمع شده است.

به زبان خیلی ساده: چگالی میزان فشردگی مواد در یک جا است.

       جرم یعنی مقدار ماده ای که یک جسم از آن تشکیل شده (چقدر چیز).

       حجم یعنی فضایی که جسم اشغال می کند (چقدر جا).

       به طور کلی ماده ای که پر چگال تر است(چگالی بیشتری دارد)، ذراتش نزدیک تر و فشرده تر کنار هم قرار گرفته اند.

مثال خیلی ساده: تصور کن دو جعبه به یک اندازه داری (هر دو یک حجم را اشغال کرده اند).

       جعبه اول را با ده تا بالش نرم پَر سبک پر میکنی.

       جعبه دوم را با ده تا آجر سنگین پر میکنی.

اگر جعبه ها را بلند کنی، جعبه آجرها خیلی سنگین تر است. در این حالت می گوییم چگالی جعبه آجرها بیشتر است، چون در همان اندازه (حجم یکسان)، مواد سنگین تری (جرم بیشتر) در آن فشرده شده است.

آهن و چوب پنبه: مثال اول

   یک کیلو آهن و یک کیلو چوب پنبه را در نظر بگیر. وزن هر دو یک کیلو است، اما آهن حجم کوچکی را پر می کند (چگالی بالا)، در حالی که چوب پنبه برای رسیدن به یک کیلو، کلی جا می گیرد و حجیم است (چگالی پایین).

روغن و آب: مثال دوم

   وقتی روغن را در آب می ریزی، روغن روی آب شناور می ماند. دلیلش این است که چگالی روغن از آب کمتر است. مولکول های روغن نسبت به مولکول های آب، در یک حجم مشخص، سبک تر و از هم بازتر هستند.

مثال سوم: اسفنج و سنگ

یک اسفنج را بردار. با اینکه ممکن است بزرگ باشد، اما سبک است. چون بیشتر حجم آن از سوراخ‌های خالی (هوا) تشکیل شده است. چگالی آن پایین است. یک سنگ هم‌اندازه با همان اسفنج را بردار؛ سنگ خیلی سنگین‌تر است. چون تمام حجم آن از مواد سخت و فشرده پر شده است. چگالی آن بالا است.

پس نتیجه می‌گیریم: چیزی که چگالی بالایی دارد، در یک اندازه مشخص، سنگین‌تر است (مثل سنگ). چیزی که چگالی پایینی دارد، در همان اندازه، سبک‌تر است (مثل اسفنج).

چگالی آب یک گرم بر سانتی متر مکعب است. 1- هر جسمی چگالی اش برابر با یک باشد، در آب غوطه ور(معلق ماندن در آب) می شود؛ یعنی نه به کف می رود و نه روی سطح می آید، بلکه در هر عمقی از آب که قرارش دهیم، همان جا می ماند مثل بعضی انواع پلاستیک یا تخم مرغ تازه در آب یا هندوانه و سیب. 2- هر جسمی چگالی اش از آب بیشتر باشد در آن فرو می رود.

 3- هر جسمی چگالی اش از آب کمتر باشد روی آن شناور خواهد بود.

منظور از کمیت چگالی(جرم حجمی) چیست؟ نسبت جرم به حجم یک جسم است(مقدار جرمی که در واحد حجم وجود دارد)

پس چگالی یعنی جرم جسم تقسیم بر حجم جسم، فرمولشو به خاطر داشته باشید.

       اینکه یک جسم در آب فرو برود یا روی آب شناور بماند به چگالی اش بستگی دارد.

       معمولا یکای چگالی برحسب گرم بر سانتی متر مکعب یا کیلوگرم بر متر مکعب بیان می شود.

       وقتی می گوییم چگالی فولاد 7/8 گرم بر سانتی متر مکعب است، منظور چیه؟ یعنی هر یک سانتی متر مکعب فولاد، 7/8 گرم جرم دارد.

چگالی با جرم نسبت مستقیم دارد و با حجم نسبت عکس دارد، یعنی چه؟ یعنی اگر حجم ثابت باشد(مخرج کسر یک مثلا بمونه) هر چه جرم بیشتر شود چون حجم ثابته و تغییری نداره، چگالی هم بیشتر می شود.

حالا اگر جرم ثابت باشد هر چه حجم زیاد شود چون در مخرج کسر حضور دارد، چگالی کم می شود.(می دانیم در فرمول چگالی، حجم در مخرج کسر قرار دارد و هر چه مخرج کسر زیاد شود مقدار کسر کم می شود.

اگر جسمی فشرده شود(انقباض- منقبض- جمع شدن)، چگالی آن زیاد می شود، چون حجم جسم کم می شود.

اگر جسمی منبسط شود(کش بیاد- گشاد شه- گسترش پیدا کنه)، چگالی آن کم می شود، چون حجم جسم زیاد می شود.

تغییر دما می تواند روی حجم موثر باشد پس روی چگالی هم تاثیر دارد.

خرد کردن یک تکه سنگ بزرگ به قطعه‌های کوچک باعث تغییر چگالی نمی شود، زیرا همان اندازه که حجم کم می شود جرم هم کم می شود.

چطور چگالی آب شور از چگالی آب معمولی بیشتر است؟ مثلا یک کیسه 30 کیلویی سیب زمینی داریم اگر داخل آن کیسه 10 کیلوگرم گندم بریزیم، گندم لابه لای سیب زمینی قرار می گیرد و فضاهای خالی درون کیسه را پر می کند پس حجم کیشه تغییر خاصی ندارد ولی به جرم کیسه 10 کیلوگرم اضافه شده است. اضافه شدن نمک به آب نیز همینگونه است که نمک لابه لای مولکول های آب پخش می شود و جرم آب زیاد می شود ولی حجم آب تغییر خاصی ندارد در نتیجه چگالی آب شور از آب معمولی بیشتر است.