როგორ არის დაკავშირებული სიმჭიდროვე, მასა და მოცულობა?

​სიმჭიდროვეაღწერს მასისა და საგნის მასის შეფარდებას.მასაზომავს მასალის წინააღმდეგობას დაჩქარებას, როდესაც მასზე მოქმედებს ძალა. ნიუტონის მეორე მოძრაობის კანონის თანახმად (F = მა), ობიექტზე მოქმედი წმინდა ძალა უდრის მისი მასის ჯერ აჩქარების პროდუქტს.

მასის ეს ფორმალური განმარტება საშუალებას გაძლევთ განათავსოთ იგი სხვა კონტექსტებში, როგორიცაა ენერგიის გაანგარიშება, იმპულსი, ცენტრიდანული ძალა და გრავიტაციული ძალა. მას შემდეგ, რაც გრავიტაცია თითქმის იგივეა დედამიწის ზედაპირზე, წონა ხდება მასის კარგი მაჩვენებელი. გაზომული მასალის რაოდენობის გაზრდა და შემცირება ზრდის და ამცირებს ნივთიერების მასას.

• ობიექტის სიმკვრივე არის მასის და ობიექტის მოცულობის თანაფარდობა. მასა არის ის, თუ რამდენად ეწინააღმდეგება აჩქარებას, როდესაც მასზე მოქმედებს ძალა და, ზოგადად, ნიშნავს რამდენი ნივთი ან ნივთიერებაა. ტომი აღწერს რამდენ ადგილს იკავებს ობიექტი. ეს რაოდენობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას გაზების, მყარი და სითხეების წნევის, ტემპერატურისა და სხვა მახასიათებლების დასადგენად.

აშკარა კავშირია მასას, სიმკვრივეს და მოცულობას შორის. მასისა და მოცულობისგან განსხვავებით, გაზომული მასალის რაოდენობის გაზრდა არ ზრდის ან ამცირებს სიმკვრივეს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მტკნარი წყლის რაოდენობის 10 გრამიდან 100 გრამამდე გაზრდა ასევე შეცვლის მოცულობას 10 მილილიტრიდან 100 მილილიტრამდე, მაგრამ სიმჭიდროვე რჩება 1 გრამი მილილიტრში (100 გ ÷ 100 მლ = 1 გ / მლ).

ეს სიმკვრივეს სასარგებლო თვისებად აქცევს მრავალი ნივთიერების გამოვლენას. ამასთან, ვინაიდან მოცულობა ტემპერატურისა და წნევის ცვლილებასთან ერთად გადადის, სიმკვრივე შეიძლება შეიცვალოს ტემპერატურისა და წნევის დროსაც.

მოცემული მასისთვის დამოცულობა,რამდენ ფიზიკურ ადგილს იკავებს მასალა, ობიექტი ან ნივთიერება, სიმჭიდროვე რჩება მუდმივი მოცემულ ტემპერატურაზე და წნევაზე. ამ ურთიერთობის განტოლებაა

რომელშიცρ(rho) არის სიმჭიდროვე,მარის მასა დავარის მოცულობა, რაც სიმკვრივის ერთეულს კგ / მ³. ორმხრივი სიმკვრივე (1/ρ) ცნობილია როგორცკონკრეტული მოცულობა, იზომება მ³ /kg.

ტომი აღწერს რამდენ ადგილს იკავებს ნივთიერება და მოცემულია ლიტრებში (SI) ან გალონებში (ინგლისური). ნივთიერების მოცულობა განისაზღვრება იმით, თუ რამდენი მასალაა და რამდენად მჭიდროდ არის შეფუთული მასალის ნაწილაკები.

შედეგად, ტემპერატურამ და წნევამ შეიძლება მნიშვნელოვნად იმოქმედოს ნივთიერების მოცულობაზე, განსაკუთრებით გაზებზე. მასის მსგავსად, მასალის რაოდენობის გაზრდა და შემცირება ასევე ზრდის და ამცირებს ნივთიერების მოცულობას.

გაზებისთვის, მოცულობა ყოველთვის ტოლია იმ კონტეინერისა, რომელშიც არის გაზი. ეს ნიშნავს, რომ გაზებისათვის შეგიძლიათ დაუკავშიროთ მოცულობა ტემპერატურას, წნევას და სიმკვრივეს იდეალური გაზის კანონის შესაბამისად

რომელშიცპარის წნევა ატმოსფეროში (ატმოსფერული ერთეული),ვარის მოცულობა მ-ში³ (მეტრი კუბურით),ნარის გაზის მოლების რაოდენობა,რარის გაზის უნივერსალური მუდმივა (რ= 8.314 J / (მოლ x K)) დათარის გაზის ტემპერატურა კელვინში.

•••საიდ ჰუსეინ ათერი

კიდევ სამი კანონი აღწერს ურთიერთკავშირს მოცულობას, წნევას და ტემპერატურას შორის, რადგან ისინი იცვლება ყველა სხვა სიდიდის მუდმივად შენარჩუნებისას. განტოლებები ცნობილია, შესაბამისად, ბოილის კანონი, გეი-ლუსაკის კანონი და ჩარლზის კანონი.

თითოეულ კანონში, მარცხენა ცვლადები აღწერს მოცულობას, წნევას და ტემპერატურას საწყის ეტაპზე, ხოლო მარჯვენა ცვლადები აღწერს მათ სხვა გვიან მომენტში. ტემპერატურა მუდმივია ბოილის კანონისთვის, მოცულობა მუდმივია გეი-ლუსაკის კანონისთვის და წნევა მუდმივია ჩარლზის კანონისთვის.

ეს სამი კანონი იდეალური გაზის კანონის ერთსა და იმავე პრინციპებს ემსახურება, მაგრამ აღწერს ტემპერატურის, წნევის ან მუდმივად შენარჩუნებული მოცულობის კონტექსტების ცვლილებებს.

მიუხედავად იმისა, რომ ადამიანები ზოგადად იყენებენ მასას, თუ რამდენად ნივთიერებაა წარმოდგენილი ან რამდენად მძიმე ნივთიერებაა, ეს სხვადასხვა მეთოდია ხალხი გულისხმობს სხვადასხვა სამეცნიერო ფენომენის მასას, რაც იმას ნიშნავს, რომ მასას უფრო ერთიანი განმარტება სჭირდება, რომელიც მოიცავს მის მთლიანობას იყენებს

მეცნიერები, როგორც წესი, საუბრობენ სუბატომურ ნაწილაკებზე, როგორიცაა ელექტრონები, ბოზონები ან ფოტონები, როგორც მასის ძალიან მცირე რაოდენობა. მაგრამ ამ ნაწილაკების მასები სინამდვილეში მხოლოდ ენერგიაა. პროტონებისა და ნეიტრონების მასა გლუონებში ინახება (მასალა, რომელიც პროტონებსა და ნეიტრონებს ერთად ინახავს), ელექტრონის მასა გაცილებით უმნიშვნელოა, თუ გავითვალისწინებთ იმას, რომ ელექტრონები პროტონებსა და ნეიტრონებზე 2000-ჯერ მსუბუქია.

გლუონები ითვალისწინებენ ძლიერ ბირთვულ ძალას, სამყაროს ოთხი ფუნდამენტური ძალებიდან ერთ-ერთს ელექტრომაგნიტური ძალა, გრავიტაციული ძალა და სუსტი ბირთვული ძალა, ნეიტრონების და პროტონების შეკავშირებაში ერთად.

მიუხედავად იმისა, რომ მთლიანი სამყაროს ზომა ზუსტად არ არის ცნობილი, დაკვირვებადი სამყაროს, ნივთიერებას სამყაროში, რომელიც მეცნიერებმა შეისწავლეს, აქვს დაახლოებით 2 x 10⁵⁵ გ, ირმის ნახტომის ზომით 25 მილიარდი გალაქტიკა. ეს მოიცავს 14 მილიარდ სინათლის წელს, ბნელი მატერიის ჩათვლით, მატერია, რომელიც მეცნიერებს არ აქვთ სრულყოფილად დარწმუნებული იმაში, თუ რისგან არის შექმნილი და მანათებელი ნივთიერება, რაში მდგომარეობს ვარსკვლავები და გალაქტიკები. სამყაროს სიმკვრივეა დაახლოებით 3 x 10^-30 გ / სმ³.

მეცნიერები ამ შეფასებებს ადგენენ კოსმოსური მიკროტალღური ფონის ცვლილებების დაკვირვებით (ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ნიმუშები პრიმიტიული ეტაპებიდან) სამყაროს), სუპერ მტევანი (გალაქტიკების მტევანი) და დიდი აფეთქების ნუკლეოსინთეზი (არაწყალბადის ბირთვების წარმოება ადრეულ ეტაპზე სამყარო).

მეცნიერები შეისწავლიან სამყაროს ამ მახასიათებლებს, რათა დაადგინონ მისი ბედი, გაგრძელდება თუ არა ის გაფართოება თუ თავისთავად გარკვეულ მომენტში. სამყაროს გაფართოებასთან დაკავშირებით, მეცნიერები ფიქრობდნენ, რომ გრავიტაციული ძალები ობიექტებს მიმზიდველ ძალას ანიჭებენ გაფართოების შენელებისთვის.

1998 წელს ჰაბლის კოსმოსურმა ტელესკოპმა შორეულ სუპერნოვებზე დაკვირვებებმა აჩვენა, რომ სამყარო სამყაროს გაფართოება იყო და დროთა განმავლობაში გაიზარდა. მიუხედავად იმისა, რომ მეცნიერებმა ვერ გაარკვიეს, თუ რა იყო ამ აჩქარებას, ეს გაფართოება მოხდა დაჩქარებამ მეცნიერებს მიანიჭა თეორია, რომ ბნელი ენერგია, სახელი ამ უცნობი ფენომენებისა, იქნებოდა ამის გათვალისწინება.

სამყაროში მასის შესახებ მრავალი საიდუმლო რჩება და ისინი წარმოადგენენ სამყაროს მასის უმეტეს ნაწილს. სამყაროში მასის ენერგიის დაახლოებით 70% მოდის ბნელ ენერგიაზე და დაახლოებით 25% ბნელ მატერიაზე. მხოლოდ 5% მოდის ჩვეულებრივი მატერიიდან. სამყაროში სხვადასხვა სახის მასების ეს დეტალური სურათები გვიჩვენებს, თუ რამდენად მრავალფეროვანია მასა სხვადასხვა სამეცნიერო კონტექსტში.

ობიექტის გრავიტაციული ძალა წყალში დაგამაძლიერებელი ძალარომ მას მაღლა ადევნებს, განსაზღვრავს ობიექტი მცურავს თუ იძირება. თუ ობიექტის გამაძლიერებელი ძალა ან სიმკვრივე მეტია ვიდრე თხევადი, ის მოძრაობს და, თუ არა, იძირება.

ფოლადის სიმკვრივე გაცილებით მაღალია, ვიდრე წყლის სიმკვრივე, მაგრამ შესაბამისი ფორმისაა, სიმკვრივე შეიძლება შემცირდეს საჰაერო სივრცეებით, ფოლადის ხომალდების შექმნით. წყლის სიმკვრივე, რომელიც ყინულის სიმკვრივეზე მეტია, ასევე განმარტავს, თუ რატომ ცურავს ყინული წყალში.

​სპეციფიკური სიმძიმეარის ნივთიერების სიმკვრივე, რომელიც იყოფა საცნობარო ნივთიერების სიმკვრივეზე. ეს ცნობა არის გაზების წყლის გარეშე წყალი ან სითხეებისა და მყარი წყლისთვის სუფთა წყალი.