Məqalədə sıxlığın necə tapılacağını və bunun nə olduğunu nəzərdən keçirək. Bir çox strukturların və nəqliyyat vasitələrinin layihələndirilməsində müəyyən bir materialın olması lazım olan bir sıra fiziki xüsusiyyətlər nəzərə alınır. Onlardan biri sıxlıqdır.
Kütlə və həcm
Onunla birbaşa əlaqəli olan iki fiziki kəmiyyətin mənasını deşifrə edin - bu kütlə və həcmdir. Sıxlığı necə tapmaq olar sualına cavab verməzdən əvvəl.
Kütlə cisimlərin ətalət xassələrini və onların bir-birinə cazibə qüvvəsi göstərmək qabiliyyətini təsvir edən xüsusiyyətdir. Kütlə SI sistemində kiloqramla ölçülür.
Ətalət və qravitasiya kütlələri anlayışları ilk dəfə İsaak Nyuton tərəfindən mexanika və ümumdünya cazibə qanunlarını tərtib edərkən fizikaya daxil edilmişdir.
Həcmi bədənin müstəsna həndəsi xarakteristikasıdır və onun tutduğu məkan hissəsini kəmiyyətcə əks etdirir. Həcm kub uzunluq vahidləri ilə ölçülür, məsələn, SI-də metr kubdur.
Məlum formada bədənlər üçün(paralelepiped, top, piramida) bu dəyər xüsusi düsturlarla müəyyən edilə bilər, qeyri-müntəzəm həndəsi formalı obyektlər üçün həcm onları mayeyə batırmaqla müəyyən edilir.
Fiziki kəmiyyət sıxlığı
İndi siz birbaşa sıxlığı necə tapmaq olar sualının cavabına keçə bilərsiniz. Bu xüsusiyyət bədən kütləsinin tutduğu həcmə nisbəti ilə müəyyən edilir və riyazi olaraq aşağıdakı kimi yazılır:
ρ=m/V.
Bu bərabərlik ρ (kq/m3) vahidlərini göstərir. Beləliklə, sıxlıq, kütlə və həcm vahid bərabərliklə əlaqələndirilir və hər hansı material üçün ρ dəyəri onun kütləsinin həcm konsentrasiyasını göstərir.
Sadə bir misal verək: əgər əlinizə eyni ölçülü plastik və dəmir toplar götürsəniz, ikincinin çəkisi birincidən qat-qat çox olacaq. Bu fakt plastiklə müqayisədə dəmirin yüksək sıxlığı ilə bağlıdır.
Təbiətdəki sıxlıq nisbətinin əsas təzahürlərindən biri cisimlərin üzmə qabiliyyəti olacaqdır. Əgər bədən mayedən daha az sıxlığa malikdirsə, o, heç vaxt onun içinə batmayacaq.
Materialların sıxlığı
Müəyyən materialların sıxlığından danışarkən bərk cisimləri nəzərdə tuturlar. Qazların və mayelərin də müəyyən sıxlığı var, lakin biz burada onlar haqqında danışmayacağıq.
Bərk materiallar kristal və ya amorf ola bilər. ρ dəyəri strukturdan, atomlararası məsafələrdən, materialların atom və molekulyar kütlələrindən asılıdır. Məsələn, bütün metallar kristaldır, şüşə və ya ağac da varamorf quruluş. Aşağıda müxtəlif ağac növlərinin sıxlığı cədvəli verilmişdir.
Nəzərə alın ki, bu halda orta sıxlıq verilir. Real həyatda hər ağacın özünəməxsus xüsusiyyətləri var, o cümlədən boşluqlar, məsamələr və ağacda müəyyən faiz nəm olması.
Aşağıda başqa bir cədvəl var. Orada otaq temperaturunda olan bütün təmiz kimyəvi elementlərin g/sm3sıxlıqları verilir.
Cədvəldən görünür ki, bütün elementlər suyun sıxlığından daha çox sıxlığa malikdir. İstisna yalnız üç metaldır - litium, kalium və natrium batmayan, lakin suyun səthində üzür.
Sıxlıq eksperimental olaraq necə ölçülür?
Əslində tədqiq olunan xüsusiyyəti təyin etmək üçün iki üsul var. Birincisi, bədəni birbaşa çəkmək və onun xətti ölçülərini ölçməkdir.
Bədənin həndəsi forması mürəkkəbdirsə, o zaman hidrostatik adlanan üsuldan istifadə edilir.
Onun mahiyyəti belədir: əvvəlcə bədəni havada çəkin. Gəlin fərz edək ki, nəticədə çəki P1 idi. Bundan sonra bədən sıxlığı məlum olan ρl olan mayedə çəkilir. Mayedəki bədənin çəkisi P2 olsun. Onda tədqiq olunan materialın ρ sıxlığının qiyməti belə olacaq:
ρ=ρlP1/(P1-P 2).
Bu düstur, Arximed qanununu nəzərə aldıqda, hər bir tələbə tərəfindən təkbaşına əldə edilə bilər.təsvir edilən hal üçün.
Tarixdə belə hesab edilir ki, ilk dəfə olaraq hidrostatik çəkidən yunan filosofu Arximed saxta qızıl tacı təyin etmək üçün istifadə edib. İlk hidrostatik tarazlıqlar 16-cı əsrin sonunda Galileo Galilei tərəfindən icad edilmişdir. Hazırda mayelərdə, bərk cisimlərdə və qazlarda ρ dəyərini eksperimental olaraq təyin etmək üçün elektron piknometrlər və sıxlıq ölçən cihazlardan geniş istifadə olunur.
Sıxlığın nəzəri tərifi
Sıxlığın eksperimental olaraq necə tapılması məsələsi yuxarıda müzakirə edilmişdir. Lakin naməlum materialın bu ρ-ni nəzəri cəhətdən tapmaq olar. Bunun üçün kristal qəfəsin növünü, bu qəfəsin parametrlərini, həmçinin onu əmələ gətirən atomların kütləsini bilmək lazımdır. Hər hansı elementar kristal qəfəs müəyyən həndəsi formaya malik olduğundan onun həcmini təyin etmək üçün düstur tapmaq asandır.
Kristal material bir neçə kimyəvi elementdən, məsələn, metal ərintilərindən ibarətdirsə, onun orta sıxlığı aşağıdakı sadə düsturla müəyyən edilə bilər:
ρ=∑mi/∑(mi/ρi).
Burada mi, ρi müvafiq olaraq i-ci komponentin kütləsi və sıxlığıdır.
Əgər material amorf quruluşa malikdirsə, o zaman nəzəri olaraq onun sıxlığını dəqiq müəyyən etmək mümkün olmayacaq və eksperimental üsullardan istifadə edilməlidir.
