تعريف الكثافة

الخصائص الفيزيائية للمادة

تُعرّف المادة على أنّها أيّ شيء له كتلة ويشغل مساحة، والتي يمكن أنّ تكون صلبة، سائلة أو غازية، كما أنّ جميع المواد يتم تصنيفها بالاعتماد على خصائصها الكيميائية والفيزيائية التي يمكن ملاحظتها واختبارها، إذ أنّ بعض الخصائص الفيزيائية لا يمكن معرفتها إلا بالتجربة، في حين أنّ البعض الآخر يمكن رؤيته بالعين المجردة، فالخاصية الفيزيائية هي خاصية يمكن ملاحظتها أو قياسها دون تغيير بنية العينة، حيث يمكن استخدامها لوصف مزيج ما أو المواد النقية؛ وذلك لأنّ المواد النقية لها تركيبة موحدة وغير متغيرة، بالتالي فإنّ خصائصها الفيزيائية ثابتة لا تتغير^[١]، ومن أهم الأمثلة على الخصائص الفيزيائية المساحة، الكتلة، اللون، التركيز، الكثافة، التردد، السعة، الكفاءة، الشحنة الكهربائية، الطول وغيرها وفي هذا المقال سيتم تعريف الكثافة.^[٢]

تعريف الكثافة

يُمكن تعريف الكثافة لمادة ما على أنّها الكتلة لكل وحدة حجم، وبعبارة أخرى فهي النسبة بين الكتلة والحجم، فالكثافة مقياس لمقدار امتلاء المادة في وحدة الحجم؛ أيّ المتر مكعب أو السنتيمتر مكعب^[٣]، فهي مقياس لمدى تراص الجزيئات المتقاربة معًا؛ والتي كلما كانت متقاربة أدت إلى زيادة الكثافة^[٤]، كما تُعرف الكثافة بأنّها خاصية فيزيائية للمادة، إذ إنّ كل عنصر ومركب له كثافة خاصة مرتبطة به^[٥]، فهي خاصية لجميع المواد؛ سواء أكانت المواد صلبة، سائلة أو غازية، ونظرًا لأنّ العلماء يستخدمون الكثافة بشكل كبير، فإنّ الكثافة لها رمزها الرياضي الخاص بها وهو الحرف اليوناني p^[٦]، كما أنّ وحدة الكثافة هي كجم لكل متر مكعب^[٧]، ومن الجدير ذكره أنّ مبدأ الكثافة قد تم اكتشافه بواسطة العالم اليوناني أرخميدس^[٣].

العوامل المؤثرة على الكثافة

بعد تعريف الكثافة لا بدّ من الحديث عن العوامل المؤثرة عليها؛ إذ إنّه عند القيام بقياس كثافة جسم ما يتم قسمة كتلة هذا الجسم على حجمه، مع الأخذ بعين الاعتبار أنّ هذا القياس يتم عادةً في ظل الظروف القياسية لدرجة الحرارة والضغط أيّ عند 0 درجة مئوية و 1 ضغط جوي^[٨]، أيّ أنّ الكثافة تتأثر بأثنين من العوامل وهما درجة الحرارة والضغط وفيما يأتي توضيح لتأثير تلك العوامل عليها^[٨]:

• درجة الحرارة: كلما تغير الحجم تغيرت الكثافة، أمّا الكتلة لا يمكن أنّ تتغير حتى يتم إضافة بعض من المادة نفسها إليها، والحجم يتغير عند تسخين المادة أو تبريدها، فإنّ درجة الحرارة هي عامل مهم، فكلما زادت درجة الحرارة؛ تتمدد معظم المواد أو يزيد حجمها، وهذا يؤدي إلى انخفاض في الكثافة، وبالمثل عندما تنخفض درجة الحرارة تزداد الكثافة^[٨].
• الضغط: عند أخذ كوب من الماء من الأرض إلى الفضاء فإنّه سوف يتبخر في أسرع وقت ممكن بسبب عدم وجود ضغط، حيث تنخفض كثافته عند زيادة الحجم بشكل كبير^[٨]، بالتالي فإنّه كلما زاد الضغط تزداد الكثافة ويقل الحجم، بينما تظل الكتلة كما هي^[٩].

المراجع

1. ↑ "Physical Property of Matter: Definition & Examples", study.com, Retrieved 04-01-2020. Edited.
2. ↑ "Examples of Physical Properties of Matter - Comprehensive List", www.thoughtco.com, Retrieved 04-01-2020. Edited.
3. ^ ^{أ ب} "An Introduction to Density: Definition and Calculation", www.thoughtco.com, Retrieved 04-01-2020. Edited.
4. ↑ "Pressure and Density of the Atmosphere", www.ck12.org, Retrieved 05-01-2020. Edited.
5. ↑ "What is DENSITY ?", chemistry.elmhurst.edu, Retrieved 04-01-2020. Edited.
6. ↑ "Facts About Density", sciencing.com, Retrieved 04-01-2020. Edited.
7. ↑ "Importance of Density", sciencing.com, Retrieved 04-01-2020. Edited.
8. ^ ^{أ ب ت ث} "What are the factors that affect density?", www.quora.com, Retrieved 04-01-2020. Edited.
9. ↑ "If pressure increases, then what will happen to density?", www.quora.com, Retrieved 05-01-2020. Edited.