وحدة الكتلة والحجم للمادة، يطلق مصطلح المادة على أي شيء قادر على شغل مكان فارغ ويتميز بكتلته وحجمه، وعادة ما تختلف المواد فيما بينها من حيث الصفات والخصائص، وفي الفيزياء تتسلط الضوء على خواص المواد المختلفة كالكثافة والتوصيل الحراري والكهربائي وغيرها.
موضوع
ترتبط حالات المادة بعلاقة وثيقة مع علوم الفيزياء والكيمياء، وفي توضيح ذلك وصف طبيعة العلاقة القائمة لتحقيق الترابط بين جزيئات المادة والجزيئات الموجودة فيها، وقد تكون المادة تأخذ أربع حالات: السائل، والصلب، والبلازما، والغاز، ولكن الحالات الأكثر شيوعاً هي الغازية، والسائلة، والصلبة، وتختلف من حيث فيما بينها من حيث درجة الحرارة التي تؤثر على الانتقال من حالة إلى أخرى، و تأخذ كل مادة خصائص مثل الضغط والشكل والكثافة وما إلى ذلك، ولكن في هذه المقالة سيتم التطرق إلى كتلة ووحدة حجم المادة وتفاصيلها.
الكتلة لكل وحدة حجم من المادة
يطبق مصطلح الكثافة على كتلة وحدة الحجم من المادة في الفيزياء، وفي توضيح مفهوم الكثافة، فهي كثافة الكتلة الحجمية للمادة، ويرمز لها فيزيائياً بالرمز ρ. m/v، وبالتالي فإن العلاقة بين الكثافة والكتلة تكون إيجابية، في حين أنها تعتبر عكسية بين الحجم والكثافة.
وحدة الكثافة
يمكن اعتماد وحدة الكيلوغرام لكل متر مكعب لقياس الكثافة، المستمدة من وحدات القياس المستخدمة للحجم والكتلة؛ في الفيزياء، يقاس الحجم بالمتر المكعب، أما في الكتلة فيقاس بوحدة الكيلوجرام. وعليه فقد بلغت الوحدة كجم/م3، وبالتالي تتغير كثافة المادة بالتزامن مع تغير درجات الحرارة والضغط، ويكون التغير ملموساً في المادة الغازية، أما في المواد السائلة والصلبة فهو أقل، وكما أن الضغط يزيد، وحجم النقصان تلقائيا. وبالتالي تزداد الكثافة، لكن في حالة ارتفاع درجات الحرارة تنخفض الكثافة بالتزامن مع زيادة الحجم.
العوامل المؤثرة على الكثافة
تتأثر الكثافة بعدد من العوامل المختلفة، بما في ذلك:
الضغط
تقترب جزيئات المادة من بعضها البعض كلما زاد الضغط هناك؛ علماً بأن الحجم يتناقص مع زيادة ضغط الجسم، وبناءً على العلاقة العكسية بين الكثافة والضغط؛ كلما زادت قيمة الضغط على المادة، زادت الكثافة تلقائيًا؛ ويرجع ذلك إلى العلاقة المباشرة بينهما.
الحرارة
ترتفع درجة حرارة الجسم عند تسخينه؛ مما يؤدي إلى حركة الجزيئات وتباعدها تلقائيا، وبناء على ما سبق يزداد الحجم، ووفقا لقانون الكثافة يرتبط الحجم بعلاقة عكسية مع الكثافة.
وفي ختام مقالنا هذا؛ لقد أوضحنا العلاقة بين الكثافة والحجم والكتلة. الكثافة مصطلح فيزيائي يتأثر بالحرارة والضغط الذي يحدث على الجسم وطريقة التأثر بها.