מסה לעומת צפיפות
מסה וצפיפות הן תכונות פיזיקליות של כל חומר, ויש להן משמעות רבה לא רק לחומר, אלא גם לשימוש וליישום שלו על ידי בני אדם. למרות שקל לראות תכונות פיזיקליות כמו אורך, רוחב וגובה בקלות רבה יותר מאשר מסה וצפיפות, תכונות אלו למעשה חשובות יותר עבור חומרים. המסה משקפת את כמות החומר או החומר שממנו מורכב חפץ, בעוד שהצפיפות משקפת את החלל שהחומר הזה דורש או ממלא. למרות שההבדל בין מסה וצפיפות נראה די פשוט ותמים, ישנם הבדלים עדינים שיכוסו גם במאמר זה.
כולנו יודעים שלפיסת סלע יש צפיפות גבוהה יותר מכדור נייר באותו גודל. הסיבה לכך היא הכבדות היחסית של עצמים בעלי נפח קבוע. למרות שגם לכדור הנייר וגם לפיסת הסלע יש אותו נפח, הסלע כבד יותר מנייר. צפיפות מתייחסת גם לכמה דחוסות המולקולות של החומר. זה כמובן אומר שכוס עשויה קצף היא פחות צפופה מכוס עשויה מקרמיקה. בהגדרות הפשוטות ביותר, צפיפות החומר היא המסה שלו ליחידת נפח.
עליך להיות מודע לנוהג של השוואת צפיפות של חומרים עם צפיפות מים. הסיבה לכך היא שצפיפות המים נלקחה כאחת, ולפיכך, חפץ בעל צפיפות גבוהה יותר ישקע במים, בעוד חפץ בעל צפיפות נמוכה ממים יצוף עליו. ברוך ה', צפיפות הנפט נמוכה ממים, אחרת דליפת נפט ממכליות הייתה שוקעת בתוך אוקיינוסים, והורגת את כל יצורי המים. שמן שנשפך ממשיך לצוף על המים, אותם ניתן לאסוף באמצעים שונים.
המושג של ההבדל בין מסה וצפיפות עוזר מאוד בתיאור האופן שבו ספינה בעלת מסה ענקית צפה על המים. לא משנה כמה גדולה או כבדה תהיה ספינה, היא לא תטבע כל עוד הצפיפות שלה נמוכה מ-1.0 גרם/סמ"ק. למרות שלספינה עשויה להיות הרבה פלדה במבנה שלה, מה שהופך אותה לכבדה, יש לה נפח גדול יותר ובכך שומרת על צפיפותה מתחת ל-1 גרם/סמ"ק ומאלצת אותה לצוף על המים.
מדוע לדעתך מאגמה מוצאת את דרכה עד ללוע הרי הגעש? רק בגלל שתערובת הסלעים המותכת הזו קלה יותר מסלעים שמסביב, מאגמה עולה ומתפשטת מתוך הר הגעש בצורה של לבה. יישום מעניין מאוד של מסה וצפיפות נראה במי האוקיינוס, שבהם המים על פני השטח חמים יותר מהמים בקרקעית. הסיבה לכך היא שמים חמים קלים יותר ממים קרים ולכן עולים אל פני השטח.
אולי הדוגמה הטובה ביותר להבדל בין מסה וצפיפות מודגמת בכדור פורח. כאשר האוויר מחומם, הוא הופך פחות צפוף, והבלון מתחיל לצוף על האוויר הקריר והצפוף יותר ברגע שצפיפותו הופכת פחותה מזו של האטמוספרה.
בקיצור:
הבדל בין מסה וצפיפות
• אין צורך להישאר מבולבל במונחים מסה וצפיפות, וכבד או קל יותר רק משקף את המסה או המשקל של האובייקט
• המושג צפיפות אומר לנו כמה חומרים ארוזים בחלל יחידה ובכך הופך את החומר לדחוס יותר.
• חומרים צפופים יותר ממים שוקעים במים, בעוד שחומרים בעלי צפיפות נמוכה יותר ממים צפים על פני המים.
• הצפיפות של ספינה גדולה, למרות שהרבה פלדה מושקעת בהכנתה נשארת נמוכה מ-1g/cc מה שגורם לה לצוף על המים.
