Şagirdlər fizikada maddələrin kütləsi və həcmi anlayışı ilə tanış olduqdan sonra hər hansı bir cismin sıxlıq adlanan mühüm xarakteristikasını öyrənirlər. Aşağıdakı məqalə bu dəyərə həsr edilmişdir. Sıxlığın fiziki mənası ilə bağlı suallar aşağıda açıqlanır. Sıxlıq düsturu da verilmişdir. Onun eksperimental ölçülməsi üsulları təsvir edilmişdir.
Sıxlıq anlayışı
Məqaləyə maddənin sıxlığı düsturunun birbaşa qeydi ilə başlayaq. Belə görünür:
ρ=m / V.
Burada m nəzərdə tutulan cismin kütləsidir. SI sistemində kiloqramla ifadə edilir. Tapşırıqlarda və praktikada siz onun digər ölçü vahidlərini də tapa bilərsiniz, məsələn, qram və ya ton.
Düsturdakı V simvolu bədənin həndəsi parametrlərini xarakterizə edən həcmi bildirir. SI ilə kubmetrlə ölçülür, lakin kub kilometr, litr, mililitr və s. də istifadə olunur.
Sıxlıq düsturu vahiddə maddənin hansı kütləsinin olduğunu göstərirhəcm. ρ dəyərindən istifadə edərək, iki cismin hansının bərabər həcmdə daha böyük çəkiyə malik olacağını və ya iki cismin hansının eyni kütlə ilə daha böyük həcmə malik olacağını təxmin etmək olar. Məsələn, ağac dəmirdən daha az sıxdır. Buna görə də, bu maddələrin bərabər həcmləri ilə dəmirin kütləsi ağac üçün eyni dəyəri əhəmiyyətli dərəcədə aşacaq.
Nisbi sıxlıq anlayışı
Bu kəmiyyətin adı onu göstərir ki, bir cisim üçün tədqiq olunan dəyər digəri üçün oxşar xüsusiyyətə nisbətən nəzərə alınacaq. ρr nisbi sıxlıq düsturu belə görünür:
ρr=ρs / ρ0.
burada ρs ölçülmüş materialın sıxlığıdır, ρ0 ρ dəyərinin əks olunduğu sıxlıqdır. r ölçülür . Aydındır ki, ρr ölçüsüzdür. Bu, ölçülmüş maddənin seçilmiş standartdan neçə dəfə daha sıx olduğunu göstərir.
Maye və bərk maddələr üçün standart olaraq ρ0 4 oC temperaturda distillə edilmiş su üçün bu dəyəri seçin. Məhz bu temperaturda suyun maksimum sıxlığı var, bu, hesablamalar üçün əlverişli dəyərdir - 1000 kq/m3 və ya 1 kq/l.
Qaz sistemləri üçün standart olaraq atmosfer təzyiqində və 0 temperaturda hava sıxlığından istifadə etmək adətdir oC.
Sıxlığın təzyiq və temperaturdan asılılığı
Öyrənilən dəyər müəyyən bir cisim üçün sabit deyil,onun temperaturunu və ya xarici təzyiqi dəyişdirsəniz. Bununla belə, maye və bərk cisimlər bir çox hallarda sıxıla bilməz, yəni təzyiq dəyişdikcə və temperatur dəyişdikcə onların sıxlığı sabit qalır.
Təzyiqin təsiri aşağıdakı kimi özünü göstərir: artdıqda orta atomlararası və molekullararası məsafələr azalır ki, bu da həcm vahidinə düşən maddənin mol sayını artırır. Beləliklə, sıxlıq artır. Tədqiq olunan xarakteristikaya təzyiqin aydın təsiri qazlarda müşahidə olunur.
Temperatur təzyiqin əks təsirinə malikdir. Temperaturun artması ilə maddə hissəciklərinin kinetik enerjisi artır, onlar daha aktiv hərəkət etməyə başlayır, bu da aralarındakı orta məsafələrin artmasına səbəb olur. Sonuncu fakt sıxlığın azalmasına səbəb olur.
Yenə də bu təsir maye və bərk cisimlərdən daha çox qazlarda özünü göstərir. Bu qayda üçün bir istisna var - bu su. Eksperimental olaraq müəyyən edilmişdir ki, 0-4 oС temperatur intervalında onun sıxlığı qızdırma ilə artır.
Homojen və qeyri-homogen cisimlər
Yuxarıda yazılmış sıxlıq düsturu nəzərdən keçirilən cisim üçün orta ρ deyilən dəyərə uyğundur. Əgər orada bir az kiçik həcm ayırsaq, o zaman hesablanmış ρi əvvəlki dəyərdən çox fərqli ola bilər. Bu fakt həcm üzərində kütlənin qeyri-bərabər paylanmasının olması ilə bağlıdır. Bu vəziyyətdə sıxlıqρi yerli adlanır.
Maddənin qeyri-bərabər paylanması məsələsini nəzərə alsaq, bir məqama aydınlıq gətirmək maraqlı görünür. Atom miqyasına yaxın elementar həcmi nəzərdən keçirməyə başladıqda, orta davamlılıq anlayışı pozulur, yəni yerli sıxlıq xarakteristikasından istifadə etməyin mənası yoxdur. Məlumdur ki, atomun demək olar ki, bütün kütləsi onun nüvəsində cəmləşib, onun radiusu təxminən 10-13 metrdir. Nüvənin sıxlığı böyük bir rəqəmlə qiymətləndirilir. Bu 2, 31017 kq/m3.
Sıxlıq ölçülməsi
Yuxarıda göstərildi ki, düstura uyğun olaraq sıxlıq kütlənin həcmə nisbətinə bərabərdir. Bu fakt bizə sadəcə bədəni çəkin və onun həndəsi parametrlərini ölçməklə göstərilən xarakteristikanı müəyyən etməyə imkan verir.
Bədənin forması çox mürəkkəbdirsə, sıxlığı təyin etmək üçün universal üsul hidrostatik çəki olacaqdır. Arximed qüvvəsinin istifadəsinə əsaslanır. Metodun mahiyyəti sadədir. Bədənin çəkisi əvvəlcə havada, sonra isə suda aparılır. Çəki fərqi naməlum sıxlığı hesablamaq üçün istifadə olunur. Bunu etmək üçün aşağıdakı düsturdan istifadə edin:
ρ=ρl P0 / (P0 - P l),
burada P0, Pl - havada və mayedə bədən çəkisi. Müvafiq olaraq, ρl mayenin sıxlığıdır.
Əfsanəyə görə, sıxlığı təyin etmək üçün hidrostatik çəki ölçmə üsulu ilk dəfə Sirakuzalı bir filosof tərəfindən istifadə edilmişdir. Arximed. O, tacın fiziki bütövlüyünü pozmadan onu hazırlamaq üçün təkcə qızıldan deyil, həm də digər daha az sıx metallardan istifadə edildiyini müəyyən edə bildi.
