מסה לעומת נפח
מסה ונפח הם תכונות יסוד של החומר, ושתי התכונות הללו קשורות זו לזו. המסה תהיה פרופורציונלית לנפח כאשר הצפיפות היא קבועה. אם למשהו יש נפח, יש לו גם מסה.
מסה
מסה היא תכונה של חומר שהיא מדד לאינרציה. זה גם נותן מושג כמה חומר יש באובייקט. זהו אחד משלושת הממדים הבסיסיים (M) של המכניקה (זמן - T ואורך - L הם שני הממדים הבסיסיים האחרים). יחידת SI (מערכת היחידות הבינלאומית) למסה היא 'קילוגרם'. עם זאת, היחידות כגון גרם, מיליגרם וטון מטרי משמשות במצבים מתאימים.מערכת היחידות הקיסרית (הידועה גם כיחידות בריטיות) משתמשת ביחידות כמו פאונד, גרעין ואבן כדי למדוד את המסה.
בדרך כלל אנחנו לוקחים את המסה כנכס בלתי משתנה. המסה של עצם זהה בכדור הארץ, בירח או בכל מקום. עם זאת, ניתן לשנות מסה במהירויות גבוהות יותר על פי תורת היחסות שהציע אלברט איינשטיין. לפי תיאוריה אחרת שלו ניתן להמיר מסה לאנרגיה. עיקרון זה משמש בייצור חשמל גרעיני.
כרך
נפח מודד את כמות החלל התלת מימדי שתפוס על ידי אובייקט. יחידת SI למדידת נפח היא 'מטר מעוקב'. עם זאת, 'ליטר', השווה לאלף מטר מעוקב (או דצימטר מעוקב), היא יחידת המדידה הפופולרית ביותר לנפח. אונקיה, ליטר וגלון הן היחידות במערכת האימפריאלית לנפח. מיליליטר אחד שווה לסנטימטר מעוקב. לנפח יש ממדים של L3 (אורך x אורך x אורך).
בניגוד למסה, נפח משתנה בהתאם לתנאים החיצוניים. כדוגמה, נפח דגימת גז תלוי בלחץ האוויר. ניתן לשנות את הנפח של מוצק כאשר הוא נמס.
ישנם ביטויים מתמטיים לחישוב הנפח של צורות כלליות (אורך x גובה x רוחב לקוביד ו-4/3 x πr3 לכדור). עבור עצמים בעלי צורות מסובכות, מדידת כמות הנוזל שנעקר היא האפשרות הטובה ביותר.
מה ההבדל בין מסה לנפח?
1. למרות שמסה של עצם אינה תלויה בפאזה שלו (מוצק, נוזל או גז) או בתנאים חיצוניים, הנפח משתנה עם הפרמטרים האלה.
2. מסה היא ממד בסיסי במכניקה ונפח לא. הוא נגזר מממד בסיסי אחר - אורך (L).
3. המסה נמדדת בקילוגרמים והנפח הוא במטר מעוקב.
4. למרות שניתן להמיר מסה לאנרגיה, זה לא אפשרי לנפח.
5. על פי תורת היחסות, המסה גדלה במהירויות גבוהות יותר כאשר הנפח מצטמצם.
6. למרות שיש שימור מסה בתגובה כימית, אין שימור נפח.
