צְפִיפוּתבפיזיקה הוא מדד לכמות של משהו שקיים במרחב (נפח) פיזי נתון. לרוב, "צפיפות" נוקטת במוסכמות כמשמעותה "צפיפות המונית", אך כמושג היא פשוט מתארת עד כמה משהו צפוף.
צפיפות האוכלוסין בהונג קונג, למשל, גבוהה ביותר, ואילו זו של סיביר נמוכה ביותר. אך בכל מקרה, "אנשים" הם נושא הניתוח.
לחומרים המורכבים מרכיב יחיד בכמות כלשהי (למשל גרם זהב טהור או כסף) או תערובת הומוגנית של אלמנטים (כגון ליטר מים מזוקקים, הכוללים מימן וחמצן ביחס ידוע וקבוע), ניתן להניח כי אין שינויים משמעותיים בצפיפות בתוך לִטעוֹם.
פירוש הדבר שאם הצפיפות של אובייקט הומוגני של 60 ק"ג שלפניכם היא 12 ק"ג / ליטר, לכל חלק קטן שנבחר של האובייקט צריך להיות ערך זה לצפיפותו.
מוגדר צפיפות
צפיפות מוקצה לאות היוונית rho (ρ) והיא פשוט המוניתMמחולק לפי נפחו. יחידות ה- SI הן ק"ג / מ"ר3, אך g / mL או g / cc (1 mL = 1 cc) הם יחידות נפוצות יותר בהגדרות המעבדה. יחידות אלו נבחרו למעשה כדי להגדיר את צפיפות המים כ -1.0 בטמפרטורת החדר.
- צפיפות החומרים היומיומיים:לזהב, כפי שניתן היה לצפות, הוא בעל צפיפות גבוהה מאוד (19.3 גרם / סמ"ק). נתרן כלורי (מלח שולחן) בודק 2.16 גרם / סמ"ק.
דוגמאות לצפיפות ממוצעת
תלוי בסוג החומר או החומרים הקיימים, ישנן מספר דרכים להתקרב לבעיית תערובת צפיפות.
הפשוטה ביותר היא כאשר מקבלים קבוצה של אובייקטים N ומתבקשים לקבוע את הצפיפות הממוצעת של האובייקטים בערכה. דוגמה מסוג זה תעלה במצבים בהם האלמנטים בערכה הם מאותו "סוג" בסיסי (למשל, אנשים באנגליה, עצים בתוך יער במונטנה, ספרים בספרייה עירונית בטנסי) אך יכולים מאוד מאוד במאפיין המדובר (למשל, משקל, גיל, מספר עמודים).
דוגמא:ניתנים לך שלושה גושים של קומפוזיציה לא ידועה, הכוללים את המסות והנפחים הבאים:
- סלע A: 2,250 גרם, 0.75 ליטר
- סלע B: 900 גרם, 0.50 ליטר
- סלע C: 1,850 גרם, 0.50 ליטר
א) חשב את ממוצע צפיפות הסלעים בערכה.
זה נעשה על ידי בירור הצפיפות האינדיבידואלית של כל סלע, הוספתם יחד וחילוק המספר הכולל של הסלעים בסט:
\ frac {(2,250 / 0,75) + (900 / 0,50) + (1,650 / 0,60)} {3} = \ frac {(3,000 + 1,800 + 3,700)} {3} = 2833 \ text {g / L}
ב) חשב את הצפיפות הממוצעת של מכלול הסלעים.
במקרה זה אתה מחלק את המסה הכוללת לפי הנפח הכולל:
\ frac {(2,250 + 900 + 1,850)} {(0.75 +0.50 + 0.50)} = \ frac {5,000} {1.75} = 2857 \ frac {g / cc}
המספרים נבדלים מכיוון שהסלעים אינם תורמים בדרכים שוות לחישובים אלה.
נוסחת צפיפות ממוצעת: תערובת חומרים
דוגמא:אתה מקבל נתח של 5 ליטר (5,000 סמ"ק או מ"ל) של חומר מכוכב אחר ואמר לך שהוא מורכב משלוש חלקים התמזגו של האלמנטים הבאים בפרופורציות המפורטות לפי נפח:
- Thickium (ρ = 15 גרם / מ"ל): 15%
- ווטריום (ρ = 1 גרם למ"ל): 60%
- דק (ρ = 0.5 גרם / מ"ל): 25%
מהי צפיפות הנתח בכללותו?
כאן תחילה ממירים את האחוזים לעשרונים ומכפילים אותם בצפיפות הבודדת כדי לקבל את הצפיפות הממוצעת של התערובת:
(0.15) (15) + (0.60) (1.0) + (0.25) (0.50) = 2.975 \ טקסט {g / cc}