الكثافة والوزن النوعي

كثيراً ما نستخدم خاصية للمادة تسمى الكثافة، وهي تعرف كالتالي:

وتمثل الكثافة بالحرف اليوناني ρ (رو). وهكذا ، إذا كان حجم جسم ما V وكتلته m فإن كثافته تكون :

(1)             

الوحدة SI للكثافة هي الكيلو جرامات لكل متر مكعب ، ولكي تعطى الكثافة أحياناً بالجرامات لكل سنتيمتر مكعب،  ويمثل الجدول ( (1القيم النمطية لكثافة بعض المواد.

ونظراً لأن معظم المواد تتمدد بزيادة درجة حرارتها فإن الكثافات تقل عادة بتسخين هذه المواد. الاستثناء المشهور من هذه "القاعدة" هو الماء بين درجتي 0^o C و 4^o C.

ففي حالة الثلج تكون جزيئات H₂O مرتبة في شبكية تكون فيها ذرات الأوكسجين مجسمات رباعية السطوح. هذا الترتيب في ثلاثة أبعاد يؤدي إلى تكوين قرص نحل من الفراغات السداسية الخالية بين المجسمات رباعية السطوح، ولهذا تكون كثافة الثلج صغيرة نسبياً. وعند انصهار الثلج تظل بعض المجسمات رباعية السطوح موجودة عند 0^o C، ولكنها تستطيع الحركة بالنسبة إلى جيرانها لتملأ بعض الفراغات السداسية الخالية، وهذا يؤدي إلى زيادة قدرها 10 في المائة تقريباً في الكثافة عند الانصهار. وإذا ما ارتفعت درجة الحرارة عن 4^o C سوف تتسبب الطاقة الحرارية العالية للجزيئات في زيادة متوسط المسافة بين الجزيئات كما في حالة المواد الأخرى. هذا ويلخص الجدول

الجدول (1(