דוגמאות לאופן שבו צפיפות עובדת

בשימוש יומיומי, המילה "צפיפות" מתייחסת בדרך כלל למצב של צפיפות, כמו ב"התנועה היא " צפוף, "או" אותו אדם צפוף מכדי להבין אותך. "הגדרת הצפיפות (D) במדע היא הרבה יותר ספֵּצִיפִי. זוהי כמות המסה (מ ') שתופסת נפח ספציפי (v). מתמטית, D = m / v. צפיפות חלה על חומרים במצב מוצק, נוזלי וגזי, ו - אין הפתעה כאן - מוצקים צפופים יותר מנוזלים (בדרך כלל), ונוזלים צפופים יותר מגזים.

ברמה המיקרוסקופית, צפיפות היא מדד עד כמה הארוזים המרכיבים חומר מסוים ארוזים היטב. אם שני עצמים תופסים אותו נפח, הצפוף יותר כבד מכיוון שיותר אטומים נארזים יחד באותו חלל. הצפיפות מושפעת מהטמפרטורה והיא מושפעת גם מלחץ הסביבה, אם כי תלות זו בולטת ביותר במצב הגזי. הבדלי צפיפות מניעים את העולם; החיים לא יהיו אותו הדבר בלעדיהם.

מים הם בעלי צפיפות של 1 ק"ג למ"ק. אם זה נשמע כמו צירוף מקרים, זה לא כך. יחידות המסה המטריות מבוססות על צפיפות המים. מרבית השמנים פחות צפופים ממים ולכן הם צפים. בכל פעם שאתה מערבב שני נוזלים או גזים, הצפוף יותר נופל לתחתית המיכל, כל עוד הוא לא מתמוסס ויוצר פתרון. הסיבה לכך פשוטה. כוח המשיכה מפעיל כוח חזק יותר על חומר צפוף. העובדה ששמן אינו נמס במים וכי הוא צף מאפשרת ניקוי לאחר דליפת נפט גדולה. עובדים בדרך כלל מחזירים את השמן על ידי הרחפתו מעל פני המים.

פוצץ בלון עם אוויר מהריאות שלך, והבלון ישב בשמחה על שולחן או כיסא עד שמישהו זורק אותו לאוויר. גם אז הוא עשוי לצוף על זרמי אוויר לזמן מה, אך בסופו של דבר הוא ייפול על הקרקע. מלא אותו באותו נפח של הליום, ועליך לקשור עליו חוט כדי למנוע ממנו לצוף. הסיבה לכך היא, בהשוואה למולקולות החמצן והחנקן באוויר, מולקולות הליום קלות מאוד. לאמיתו של דבר, הליום הוא פחות צפוף פי עשרה מאוויר. הבלון היה צף עוד יותר מהר אם תמלא אותו במימן, שהוא פחות צפוף פי 100 מאוויר, אך גז מימן דליק ביותר. לכן הם לא משתמשים בו למילוי בלונים בקרנבלים.

הוסף חום לאוויר והמולקולות עפות עם יותר אנרגיה, מה שמפנה יותר מקום ביניהן. במילים אחרות, האוויר הופך להיות פחות צפוף, ולכן יש לו נטייה לעלות. עם זאת, הטמפרטורה בטרופוספירה מתקררת עם הגובה, כך שיש יותר אוויר קר בגבהים גבוהים יותר, ויש לו נטייה ליפול. התנועה המתמדת של נפילת אוויר קר ואוויר חם העולה יוצרת זרמי אוויר ורוחות המניעות מזג אוויר על כדור הארץ.

שינויי טמפרטורה באוקיאנוסים יוצרים גם הבדלי צפיפות המניעים זרמים, אך וריאציות מליחות חשובות לא פחות. מי ים אינם מלוחים באופן אחיד, וככל שהם מכילים יותר מלח, כך הם צפופים יותר. וריאציות טמפרטורה ומליחות יוצרות הבדלי צפיפות המניעים את זרמי המערבולת המקומיים כ- וכן נהרות עמוקים מתחת למים שיוצרים בתי גידול ליצורים ימיים ומשפיעים על העולם אַקלִים.

חוקרי מעבדה תלויים בהבדלי צפיפות כדי להפריד בין חומרים במצב נוזלי או מוצק. הם עושים זאת בעזרת צנטריפוגה, שהיא מכשיר שמסובב תערובת כל כך מהר, עד שהיא יוצרת כוח גדול פי כמה מכוח הכובד. בצנטריפוגה, המרכיבים הצפופים ביותר של תערובת חווים את הכוח הגדול ביותר ונודדים אל מחוץ לכלי השיט, משם ניתן לשלוף אותם.

ניתן להשתמש בצפיפות גם לזיהוי חומרים העשויים מתרכובות לא ידועות. הנוהל הוא שקילת החומרים ומדידת הנפח שהם תופסים, באמצעות תזוזת מים או שיטה אחרת. לאחר מכן אתה מוצא את צפיפות החומר, באמצעות המשוואה D = m / v, ומשווה אותה לצפיפות הידועה של תרכובות נפוצות המופיעות בטבלאות התייחסות.