Gęstość i budowa materii

Wstęp do działu

Waga kuchenna pokazuje 1 kg. Czy to kostka masła, worek styropianu, czy literka z żelaza? Masa ta sama — miejsce w szafce kompletnie inne. Żelazo ledwo zajmuje dłoń, styropian wypełniłby pół półki. Fizyka ma na tę różnicę jedno słowo: gęstość. Mówi, jak ciasno materia „siedzi" w przestrzeni.

A skąd to ciasno? Z tego, jak blisko siebie są cząsteczki. W dziale 5 oglądaliśmy stany skupienia od strony ciepła. Teraz zaglądamy do środka: ciało stałe, ciecz i gaz różnią się nie tylko tym, czy kapie i czy da się ścisnąć, ale odstępami między cząsteczkami. Dlatego litr powietrza waży mniej niż litr wody, a litr wody — mniej niż litr żelaza.

Ten dział jest pierwszym z Części IV — Materia pod ciśnieniem. Najpierw nauczysz się ważyć i mierzyć substancję (gęstość), potem — w dziale 7 — zobaczysz, co się dzieje, gdy ta substancja naciska (ciśnienie, Pascal, Archimedes). Bez gęstości wzór $p = \rho g h$ to tylko literki. Z gęstością — to ból uszu na dnie basenu.

Mapa pojęć działu

                    GĘSTOŚĆ I BUDOWA MATERII
                              |
        ┌─────────────────────┼─────────────────────┐
     masa m              gęstość ρ = m/V         stany skupienia
   (ile materii)         (jak ciasno)            (odstępy cząsteczek)
        |                     |                        |
   waga kuchenna      kg/m³  i  g/cm³            ciało stałe · ciecz · gaz
                          |                        |
                    pomiar: regularny            siły międzycząsteczkowe
                    (waga + linijka)                   |
                    i nieregularny               napięcie powierzchniowe
                    (waga + cylinder)            (nartnik, kropla, błona)

Jednostki w tym dziale

• 6.1 Masa, gęstość, stany skupienia
• 6.2 Napięcie powierzchniowe
• 6.3 Wyznaczanie gęstości

---