Μάθημα : Χημεία Α΄Λυκείου - Πυκνότητα

Μια από τις πιο βασικές ιδιότητες ενός υλικού, είτε αυτό είναι καθαρή ουσία, είτε διάλυμα, είναι η πυκνότητα. Κάθε υλικό σώμα έχει μάζα και καταλαμβάνει κάποιο χώρο, οπότε έχει συγκεκριμένο όγκο. Ο λόγος της Μάζας (m)  προς τον Όγκο (V) είναι σταθερός για το υλικό αυτό (καθώς είναι ανάλογα μεγέθη) και ονομάζεται Πυκνότητα (d ή ρ).

Πυκνότητα = Μάζα / Όγκο      d = m / V

Ανάλογα με τις μονάδες της μάζας (Kg ή g) και του όγκου (L, ml, cm³ κλπ) προκύπτουν και οι μονάδες της πυκνότητας. Συνήθως η πυκνότητα μετριέται σε g/mL.

Παραδείγματα

1. Ένα σώμα έχει μάζα 300g και όγκο 400mL. Πόση είναι η πυκνότητά του;

d = m / V = 300g / 400mL = 3/4 g/mL ή 0,75g/mL

2. Ένα σώμα έχει μάζα 6Kg και όγκο 3L. Πόση είναι η πυκνότητά του;

d = m / V = 6Κg / 3L = 2 Κg/L

Αν θέλουμε αν υπολογίσουμε μάζα ή όγκο με δεδομένη την πυκνότητα, ο τύπος παίρνει τις αντίστοιχες μορφές όπως φαίνεται στο τρίγωνο της πυκνότητας.

Παραδείγματα

3. Πόση μάζα έχει ένα σώμα πυκνότητας 2000 Kg/m³ και όγκου 4 m³;

m = d . V = 2000 Kg/m³ . 4m³ = 8000Kg.

4. Πόσο όγκο έχει ένα σώμα μάζας 900g και πυκνότητας 90g/mL;

V = m / d = 900g / 90g/mL = 10 mL

Στο παρακάτω βίντεο μπορείτε να δείτε μια επεξήγηση της πυκνότητας. Μπορείτε να ενεργοποιήσετε τους υπότιτλους και στη συνέχεια την αυτόματη μετάφραση στα ελληνικά.

Το αποτέλεσμα την διαφοράς των πυκνοτήτων μεταξύ διαφορετικών υλικών παρατηρείται εύκολα σε αρκετές περιπτώσεις στην καθημερινή μας ζωή. Το λάδι δεν μπορεί να αναμιχθεί με το νερό, έτσι σε φαγητά όπως π.χ. οι σούπες που περιέχουν και τα δυο μπορούμε να δούμε σταγόνες λαδιού να επιπλέουν στο νερό. Τα παγάκια επιπλέουν στο νερό. Οι φυσαλίδες των αναψυκτικών ανεβαίνουν στην επιφάνεια και το αέριο που περιέχουν ελευθερώνεται στον αέρα. Ο καπνός πάει προς τα πάνω. Όταν ρίξουμε μια πέτρα στο νερό βουλιάζει, τα ξύλα όμως δεν βουλιάζουν.

Σε όλες τις παραπάνω περιπτώσεις ισχύει πάντα ο ίδιος κανόνας. Το υλικό με τη μεγαλύτερη πυκνότητα πάει κάτω και αυτό με τη μικρότερη πάνω.

Όταν ένα υλικό θερμαίνεται διαστέλλεται, δηλαδή μεγαλώνει ο όγκος του. Καθώς η μάζα δεν επηρεάζεται από τη θερμοκρασία αυτό σημαίνει ότι όταν θερμάνουμε ένα αντικείμενο η πυκνότητα του μειώνεται. Για παράδειγμα ο ζεστός αέρας είναι λιγότερο πυκνός από τον κρύο. Έτσι εξηγείται πώς πετάνε τα αερόστατα, των οποίων το μπαλόνι γεμίζει με ζεστό αέρα.

Περαιτέρω ισχύει ότι όταν ένα υλικό βρίσκεται σε υγρή κατάσταση έχει μεγαλύτερη πυκνότητα απ' ότι όταν βρίσκεται σε αέρια και μικρότερη απ'ότι αν βρίσκεται σε στερεή. Στον κανόνα αυτό εξαίρεση αποτελεί το νερό. Όπως προαναφέρθηκε το στερεό νερό (πάγος) έχει μικρότερη πυκνότητα από το υγρό και έτσι επιπλέει στο νερό. Αν έχετε την απορία γιατί συμβαίνει αυτό μπορείτε να δείτε το ακόλουθο βίντεο.