ה צְפִיפוּת היא כמות המתייחסת למסה ולנפח של חומר נתון.
זה ניתן על ידי הנוסחה: צפיפות = פסטה אוֹ d = M
נפח v
יחידת הצפיפות במערכת הבינלאומית היא ק"ג / מ '3, אך בחישובים יומיומיים נעשה שימוש גם ביחידות הבאות: גרם / ס"מ3, גרם / מ"ל ו g / L..
לפיכך, בעת חישוב צפיפות המים, למשל, מספיק להניח אותם בכוס ולמדוד את נפחם. ואז אנו שוקלים את הכוס הזו עם המים ומפחיתים אותה במסת הכוס, ומגלים את מסת המים. ואז פשוט חלק את זה לפי הנפח שהוא תופס.
למוצקים רגילים כמו קובייה, מדידת המסה היא גם קלה, כיוון שאתה פשוט שם אותה בקנה מידה. הנפח עוקב אחר נוסחאות מתמטיות ספציפיות שרק צריך לחשב. לדוגמא, במקרה של קוביה, פשוט הכפל את גובהה באורכו ורוחבו כדי למצוא את נפחו. ואז החלפנו אותו בנוסחת הצפיפות.
עם זאת, כשמדובר במוצקים לא סדירים (שאין להם צורה גיאומטרית מוגדרת), אין נוסחאות מתמטיות לחישוב נפחם. אז נשאלת השאלה: כיצד לחשב את צפיפות המוצקים הלא סדירים?
המתמטיקאי היווני ארכימדס עמד בפני שאלה זו במאה השלישית לפני הספירה. Ç. הסיפור מספר שהמלך הורה לו לברר אם הכתר שלו באמת עשוי זהב. ארכימדס ידע שמספיק פשוט להשוות את צפיפות הכתר לצפיפות הזהב, מכיוון שצפיפות היא מאפיין אינטנסיבי, כלומר, זה לא תלוי בכמות המדגם. צפיפות קוביית קרח, למשל, זהה לחלוטין לזו של a
קַרחוֹן. אך הבעיה הייתה לקבוע את נפח, וכתוצאה מכך, את צפיפות הכתר, מכיוון שלא הייתה לו צורה קבועה.יום אחד, כשנכנס לאמבטיה להתקלח, הבחין ארכימדס כי מפלס המים עולה. באותו רגע היה לו רעיון מבריק והיה כל כך נרגש שהוא רץ עירום ברחובות וצעק את המילה המפורסמת:יוריקה!
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
איור של ארכימדס וגילויו
כך התגלה עקרון ארכימדס, המשמש למדידת נפח המוצקים הלא סדירים. עקרון זה מציע את הדברים הבאים: אנו מודדים כמות מסוימת של מים בכוס, ואז מוסיפים את המוצק הלא סדיר ונבחין בשינוי הנפח שעברו המים וזהו: שינוי זה בנפח המים הוא בדיוק נפח המוצק!
העיקרון של ארכימדס משמש למדידת נפח המוצקים הלא סדירים
אם זה הופך להיות קל יותר, במקום פשוט לחפש במדידת הכוס את השינוי בנפח, אתה יכול להשתמש בצינור של הצפה, שיש לו חלק המאפשר לזרום מים מהגליל כאשר מוסיפים את האובייקט הלא סדיר. יציאת מים נמדדת בנפרד.
שים לב באיור לעיל שארכימדס מדד את עוצמת הקול של מוט זהב טהור שהיה בעל מסה זהה לזה של הכתר וחישב את צפיפותו (19.3 גרם / מ"ל או גרם / ס"מ3) ועשה אותו דבר עם הכתר. שימו לב כי נפח המים ולכן נפח הכתר ומוט הזהב לא היו זהים. פירוש הדבר שלמעשה הכתר לא היה זהב טהור, אלא היה א סַגסוֹגֶת.
גם כיום משתמשים בשיטה זו לזיהוי חומרים יקרים כמו תכשיטים. אם צפיפות התכשיט העשויה מסגסוגת מתכת היא מעל 14 גרם למ"ל, הדבר מעיד על כך חתיכת זהב של לפחות 18 קראט, עשויה כ 75% זהב, 13% כסף ו 12% נְחוֹשֶׁת.
* תמונה עם זכויות יוצרים: נפתלי / Shutterstock.com.
מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה
האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:
FOGAÇA, ג'ניפר רושה ורגס. "חישוב צפיפות מוצקים לא סדירים"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-densidade-solidos-irregulares.htm. גישה אליו ב -27 ביוני 2021.
כִּימִיָה
מאפייני זהב, מאפייני זהב, מתכת יקרה, זהב 24 קראט, תהליך להשגת תכשיטים יקרים, סגסוגת מתכת מזהב וכסף, זרם חשמלי לבדיקת זהב, סגסוגת פח וגופרית, חיבור מַתַכתִי.
