جرم در مقابل چگالی
جرم و چگالی خواص فیزیکی هر ماده ای است و نه تنها برای ماده، بلکه برای استفاده و کاربرد آن توسط انسان نیز اهمیت زیادی دارد. اگرچه دیدن خواص فیزیکی مانند طول، عرض و ارتفاع آسانتر از جرم و چگالی آسان است، اما این ویژگیها در واقع برای مواد مهمتر هستند. جرم نشان دهنده مقدار مواد یا موادی است که یک جسم از آن تشکیل شده است، در حالی که چگالی نشان دهنده فضای مورد نیاز یا پر کردن آن است. اگرچه تفاوت بین جرم و چگالی بسیار ساده و بی ضرر به نظر می رسد، تفاوت های ظریفی وجود دارد که در این مقاله نیز به آنها پرداخته خواهد شد.
همه ما می دانیم که یک تکه سنگ چگالی بالاتری نسبت به یک توپ کاغذی هم اندازه دارد. این به دلیل سنگینی نسبی اجسام با حجم ثابت است. اگرچه توپ کاغذ و قطعه سنگ دارای حجم یکسانی هستند، سنگ سنگین تر از کاغذ است. چگالی همچنین به این اشاره دارد که مولکول‌های ماده چقدر به هم نزدیک هستند. این بدیهی است که به این معنی است که یک فنجان ساخته شده از فوم نسبت به فنجان ساخته شده از سرامیک چگالی کمتری دارد. در ساده ترین تعاریف، چگالی یک ماده، جرم آن در واحد حجم است.
باید از روش مقایسه چگالی مواد با چگالی آب آگاه باشید. زیرا چگالی آب یک در نظر گرفته شده است و به این ترتیب جسمی که چگالی بالاتری دارد در آب فرو می‌رود و جسمی که چگالی آن کمتر از آب است روی آن شناور می‌شود. شکر خدا چگالی نفت کمتر از آب است وگرنه نشت نفت از نفتکش ها در داخل اقیانوس ها غرق می شد و همه موجودات آبی را می کشد. روغن ریخته شده همچنان روی آب شناور است که می توان آن را از راه های مختلف جمع آوری کرد.
مفهوم تفاوت بین جرم و چگالی کمک بزرگی در توصیف نحوه شناور شدن یک کشتی با جرم عظیم بر روی آب است. مهم نیست که یک کشتی چقدر بزرگ یا سنگین باشد، تا زمانی که چگالی آن کمتر از 1.0 گرم در سی سی باشد، غرق نخواهد شد. اگرچه یک کشتی ممکن است فولاد زیادی در ساخت خود داشته باشد که آن را سنگین می کند، اما حجم بیشتری دارد بنابراین چگالی آن را تا زیر 1 گرم بر سی سی پایین نگه می دارد و آن را مجبور می کند روی آب شناور شود.
فکر می کنید چرا ماگما راه خود را تا دهانه آتشفشان ها پیدا می کند؟ فقط به این دلیل که این مخلوط سنگ مذاب سبک تر از سنگ های اطراف است، ماگما بیرون می آید و به شکل گدازه از آتشفشان پخش می شود. یکی از کاربردهای بسیار جالب جرم و چگالی در آب اقیانوس ها دیده می شود، جایی که آب در سطح گرمتر از آب در پایین است. این به این دلیل است که آب گرم سبک تر از آب سرد است و بنابراین به سطح بالا می رود.
شاید بهترین مثال برای تفاوت بین جرم و چگالی با بالون هوای داغ مثال زده شود. هنگامی که هوا گرم می شود، چگالی آن کمتر می شود و بالون به محض اینکه چگالی آن کمتر از چگالی جو شود، روی هوای خنک تر و متراکم تر شناور می شود.
به طور خلاصه:
تفاوت بین جرم و چگالی
• نیازی به گیج شدن با اصطلاحات جرم و چگالی نیست، و سنگین تر یا سبک تر فقط جرم یا وزن جسم را منعکس می کند
• مفهوم چگالی به ما می گوید که چه مقدار از مواد در فضای واحد بسته بندی شده است، بنابراین یک ماده متراکم تر می شود.
• مواد چگالی تر از آب در آب فرو می روند، در حالی که موادی با چگالی کمتر از آب روی آب شناور می شوند.
• چگالی یک کشتی بزرگ، حتی اگر مقدار زیادی فولاد برای ساخت آن صرف شود، کمتر از 1 گرم در سی سی است و باعث شناور شدن آن روی آب می شود.
