Μία από τις σημαντικές ιδιότητες ενός αντικειμένου είναι η πυκνότητα, γνωστή και ως πυκνότηταnya. Ο πιο cool όρος είναι η πυκνότητα. Η πυκνότητα είναι ο λόγος της μάζας προς τον όγκο μιας ουσίας. Μαθηματικά, γράφεται:
ρ = m/V
(ρ διάβαζε «rho») είναι ένα ελληνικό γράμμα που χρησιμοποιείται συνήθως για να εκφράσει την πυκνότητα, το m είναι η μάζα και το V είναι ο όγκος.
Διεθνές σύστημα μονάδων πυκνότητα είναι χιλιόγραμμα ανά κυβικό μέτρο (kg/m3Για τις μονάδες CGS, δηλαδή εκατοστά, γραμμάρια και δευτερόλεπτα, η μονάδα πυκνότητας εκφράζεται σε γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό (gr/cm3).
Τα παρακάτω είναι δεδομένα πυκνότητας για διάφορα αντικείμενα.
Η πυκνότητα του αντικειμένου που αναφέρεται στον παραπάνω πίνακα είναι η πυκνότητα του αντικειμένου σε θερμοκρασία 0°C.o C και πίεση 1 atm (atm = μονάδα πίεσης)
Πυκνότητα αέρα και υγρού
Η πυκνότητα ενός ρευστού διαφέρει από την πυκνότητα ενός στερεού. Ο σίδηρος ή το ξύλο έχουν την ίδια πυκνότητα σε κάθε μέρος. Αυτό διαφέρει από τα ρευστά, όπως ο αέρας ή το νερό. Όσο υψηλότερα βρίσκεται ο αέρας πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, τόσο χαμηλότερη είναι η πυκνότητά του. Αυτό συμβαίνει επειδή η δύναμη της βαρύτητας μειώνεται με το ύψος. Όσο ψηλότερα ανεβαίνετε, τόσο μικρότερη είναι η βαρυτική δύναμη, επομένως μειώνεται και η ποσότητα του αέρα που απορροφάται. Η ποσότητα του αέρα κοντά στην επιφάνεια της θάλασσας είναι μεγαλύτερη από την ποσότητα του αέρα στην κορυφή ενός βουνού. Στον ίδιο χώρο ή όγκο, ο αέρας κοντά στη θάλασσα έχει μεγαλύτερη μάζα και επομένως μεγαλύτερη πυκνότητα. Αντίθετα, ο αέρας στην κορυφή ενός βουνού έχει μικρότερη μάζα και επομένως χαμηλότερη πυκνότητα. Όσο πιο μακριά από την επιφάνεια της θάλασσας, τόσο χαμηλότερη είναι η πυκνότητα του αέρα.
Τι γίνεται με την πυκνότητα του νερού, για παράδειγμα του θαλασσινού νερού; Ο αέρας αποτελείται από ξεχωριστά, κινητά άτομα ή μόρια, επομένως η ποσότητα του αέρα επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από την ισχύ της βαρυτικής δύναμης που τον τραβάει. Αντίθετα, τα μόρια του νερού δεν στέκονται μόνα τους και δεν είναι χωρισμένα το ένα από το άλλο. Είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους και δεν κινούνται εύκολα. Επομένως, ο αριθμός των μορίων νερού στην επιφάνεια της θάλασσας δεν διαφέρει πολύ από τον αριθμό των μορίων νερού στον βυθό. Έτσι, η πυκνότητα του θαλασσινού νερού στην επιφάνεια είναι σχεδόν η ίδια με την πυκνότητα του θαλασσινού νερού στον βυθό, παρόλο που το υψόμετρο είναι διαφορετικό.
Η επίδραση των μεταβολών της θερμοκρασίας και του όγκου στην πυκνότητα των ρευστών
Κάθε αντικείμενο διαστέλλεται (αυξάνεται ο όγκος) αν αυξηθεί η θερμοκρασία του και συστέλλεται (μειώνεται ο όγκος) αν μειωθεί η θερμοκρασία του. Εκτός από το νερό σε θερμοκρασία 0 ° C–4 ° C. Τα ακόλουθα παραδείγματα το εξηγούν αυτό. Έχετε βιώσει ποτέ ένα περιστατικό όπου ένας σταθμευμένος τροχός μοτοσικλέτας έσκασε παρόλο που δεν υπήρχε διαρροή; Ο τροχός της μοτοσικλέτας έσκασε επειδή μειώθηκε ο όγκος αέρα μέσα στον τροχό. Ο όγκος αέρα μειώθηκε επειδή μειώθηκε η θερμοκρασία του αέρα. Αυτό συμβαίνει όταν η θερμοκρασία του αέρα είναι πολύ χαμηλή. Ένα άλλο παράδειγμα. Παρακαλώ φουσκώστε ένα λαστιχένιο μπαλόνι μέχρι να διασταλεί και στη συνέχεια δέστε το στόμιο του μπαλονιού έτσι ώστε ο αέρας να μην διαφύγει. Στεγνώστε το μπαλόνι σε ένα ζεστό μέρος. Παρατηρήστε τι συμβαίνει στο μπαλόνι! Το μπαλόνι θα σκάσει επειδή ο όγκος αέρα μέσα στο μπαλόνι αυξάνεται λόγω της αύξησης της θερμοκρασίας του αέρα. Η ελαστικότητα του καουτσούκ δεν είναι σε θέση να αντέξει τη διαστολή του αέρα, επομένως το μπαλόνι σκάει.
Τα δύο παραπάνω παραδείγματα καταδεικνύουν ότι ο όγκος ενός ρευστού, είτε πρόκειται για υγρό είτε για αέριο, μπορεί να αλλάξει αν αλλάξει η θερμοκρασία του. Η μάζα του αέρα μέσα σε έναν κλειστό τροχό ή μπαλόνι παραμένει σταθερή. Αλλάζει μόνο ο όγκος. Οι αλλαγές στον όγκο προκαλούν αλλαγή στην πυκνότητα του αέρα.
