צפיפות החומר

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

צפיפות החומר (לעתים נקרא גם משקל סגולי) של גוף היא המסה שלו ליחידת נפח. הצפיפות נמדדת ביחידות של מסה לנפח, למשל בגרם לסמ"ק (g/cm³) או בק"ג למטר מעוקב (kg/m³). את הצפיפות נהוג לסמל באמצעות האות היוונית רו (ρ).

חומר שצפיפותו קטנה יותר, צף על גבי נוזל שצפיפותו גדולה יותר. לכן עץ צף על פני המים, וברזל שוקע במים. כאשר מחממים חומר, נפחו גדל בלי שמסתו משתנה, ועל כן צפיפותו קטנה. יוצא דופן מבחינה זו הם מים בטמפרטורות שבין 0 - 4 מעלות צלזיוס. בתחום זה, צפיפות המים גדלה עם החימום במקום לקטון, תופעה הקרויה "האנומליה של המים". תופעה זו מתקיימת גם בקרח, שצפיפותו קטנה משל המים, ולכן קרחונים צפים על פני המים ומאפשרים לדגים לחיות במים בטמפרטורה של 4 מעלות גם כאשר הטמפרטורה באוויר נמוכה בהרבה מאפס מעלות.

ביטוי מתמטי[עריכת קוד מקור | עריכה]

את הצפיפות אפשר לחשב באמצעות הנוסחה:

\!\, \rho=\frac{m}{V}
  • \!\, \rho - צפיפות
  • \!\, m - מסה
  • \!\, V - נפח

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

על פי אנקדוטה מפורסמת שסופרה על ידי ויטרוביוס בכרך התשיעי של הספר "על אודות האדריכלות", התבקש ארכימדס לקבוע האם הכתר של המלך היירון השני עשוי מזהב טהור. כדי למצוא את הרכב הכתר היה צריך להשוות את נפחו לנפח של כתר זהב באותו משקל, אולם אז לא ידעו איך למדוד את נפח הכתר שהצורה שלו מורכבת ולא צורה גאומטרית פשוטה. בעת שארכימדס רחץ באמבט ציבורי הוא הבין שגופו השקוע באמבט דוחה כמות מים השווה לנפח גופו. בדרך זו הוא למד כיצד למדוד נפח של גוף כלשהו. מרוב התלהבות יצא בריצה לרחוב כשהוא עירום וצועק "אאורקה!" (מצאתי). הסיפור ככל הנראה לא מדויק משום שהבדלי הנפח בין כתר זהב לכתר מזויף באותו משקל, יגרמו לעליית פני המים בהפרש קטן מדי מכדי שיבחינו בו במכשירי המדידה של אותם ימים.

יחידות מידה[עריכת קוד מקור | עריכה]

מערכת היחידות הבינלאומית SI:

מערכת היחידות הבריטית או של ארצות הברית:

צפיפות המים[עריכת קוד מקור | עריכה]

טמפרטורה צפיפות בלחץ 1 אטמוספירה
מעלות צלזיוס °C מעלות פרנהייט °F ק"ג למטר מעוקב
0.0 32.0 999.8425
4.0 39.2 999.9750
15.0 59.0 999.1026
20.0 68.0 998.2071
25.0 77.0 997.0479
37.0 98.6 993.3316
50.0 122.0 988.04
100.0 212.0 958.3665

צפיפות האוויר[עריכת קוד מקור | עריכה]

טמפרטורה במעלות צלזיוס °C צפיפות בק"ג למטר מעוקב (בלחץ 1 אטמוספירה)
10- 1.342
5- 1.316
0 1.293
5 1.269
10 1.247
15 1.225
20 1.204
25 1.184
30 1.164

צפיפות של חומרים שונים[עריכת קוד מקור | עריכה]

חומר צפיפות בק"ג למ"ק הערות
תווך בין-כוכבי 10−25 − 10−15 הערכה של 90% מימן, 10% הליום וטמפרטורה משתנה
אטמוספירת כדור הארץ 1.2 בגובה פני הים
אירוג'ל 1 − 2
קצף פוליסטירן 30 − 120
שעם 220 − 260
מים מתוקים 1000
מי ים 1030
פלסטיק 850 − 1400 פוליפרופילן ו-פי וי סי
גליצרול 1261
כדור הארץ 5515.3 צפיפות ממוצעת
ברזל 7874 בטמפרטורת החדר
נחושת 8920 − 8960 בטמפרטורת החדר
עופרת 11340 בטמפרטורת החדר
גלעין כדור הארץ ~13000
אורניום 19100 בטמפרטורת החדר
טונגסטן 19250 בטמפרטורת החדר
כספית 13600
זהב 19300 בטמפרטורת החדר
פלטינה 21450 בטמפרטורת החדר
אירידיום 22560 בטמפרטורת החדר
אוסמיום 22590 בטמפרטורת החדר
ליבת השמש ~150000
ננס לבן 1 × 109
גרעין האטום 2.3 × 1017 בלתי תלוי בגודל הגרעין
כוכב נייטרונים 8.4 × 1016 − 1 × 1018
חור שחור 4 × 1017 צפיפות תאורטית ממוצעת בתוך רדיוס שוורצשילד של חור שחור בעל מסה של כדור הארץ.

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא צפיפות החומר בוויקישיתוף