Είπαμε, λοιπόν, ότι δεν μας αρκούν μόνο τα μεγέθη της μάζας και των μετρήσεων των διαστάσεων ενός σώματος (μήκος, εμβαδόν, όγκος) ώστε να διακρίνουμε μεταξύ των διαφόρων υλικών, αλλά χρειαζόμαστε κι ακόμη ένα μέγεθος, το οποίο μάς εξασφαλίζει ότι μπορούμε να διακρίνουμε μεταξύ ακόμη και ομοειδών υλικών, π.χ. μετάλλων, διαφορετικών είδων ξύλων κ.ο.κ.
Αυτό το μέγεθος είναι η πυκνότητα. Όμως, κι αυτό το μέγεθος δεν επαρκεί από μόνο του να μας πει όλα όσα χρειαζόμαστε να ξέρουμε για να διακρίνουμε μεταξύ των υλικών, καθώς κι αυτό επηρεάζεται από ορισμένους άλλους παράγοντες που πρέπει να έχουμε υπόψιν μας: την πίεση και την θερμοκρασία.
Χωρίς να μπούμε σε πάρα πολλές λεπτομέρειες ακόμη, πρέπει να θυμόμαστε ότι αν αλλάξει η θερμοκρασία ενός σώματος, αυτό επηρεάζει την πυκνότητά του. Γιατί; Διότι επηρεάζεται ο αριθμός των μορίων που πλέον χωράνε μέσα στη μονάδα του όγκου που έχουμε επιλέξει. Για παράδειγμα, βλέπουμε πως όταν θερμαίνουμε το νερό, αυτό από υγρό αρχίζει να γίνεται αέριο, να γίνεται υδρατμοί. Αν λοιπόν, γεμίσουμε ένα κουτί 1 κυβικού μέτρου μέχρι επάνω με νερό, το κλείσουμε και κατόπιν αρχίσουμε να το ζεσταίνουμε, θα δούμε ότι οι υδρατμοί δεν θέλουν να μείνουν περιορισμένοι μέσα στο κουτί, γιατί… δεν χωράνε!
Ναι, καλά διαβάσατε! Σε ένα κουτί 1 κυβικού μέτρου «χωρά» λιγότερη ποσότητα αερίου απ’ ό,τι το ίδιο υλικό σε υγρό διότι τα μόρια ενός αερίου διασκορπίζονται προς κάθε κατεύθυνση και συνεχώς κινούνται, με αποτέλεσμα να χρειάζονται περισσότερο χώρο γι’ αυτήν τους την κίνηση. Και η πυκνότητα, δηλαδή η μάζα ενός αερίου (αφού ο όγκος παραμένει σταθερός) είναι κατά πολύ μικρότερη αυτής ενός υγρού και συνεπώς κι ενός στερεού. Άρα, για να μετρήσουμε σωστά την πυκνότητα πρέπει να κρατάμε σταθερή τη θερμοκρασία, αλλά και την πίεση, που είναι ένα μέγεθος με το οποίο θα ασχοληθούμε πολύ αργότερα.
Ας δούμε τον παρακάτω πίνακα με την πυκνότητα του νερού σε διαφορετικές θερμοκρασίες για να καταλάβουμε καλύτερα το παραπάνω.
| T (°C) | Πυκνότητα (kg/m3) |
|---|---|
| 0 | 999,8395 |
| 4 | 999,9720 |
| 10 | 999,7026 |
| 15 | 999,1026 |
| 20 | 998,2071 |
| 22 | 997,7735 |
| 25 | 997,0479 |
| 30 | 995,6502 |
| 40 | 992,2 |
| 60 | 983,2 |
| 80 | 971,8 |
| 100 | 958,4 |
Το Πυκνόμετρο είναι όργανο που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση πυκνότητας των υγρών. Αποτελείται από ένα λεπτό γυάλινο σωλήνα (βαθμονομημένο), ο οποίος στο ένα άκρο του περιέχει μεταλλικά σφαιρίδια συγκεκριμένης μάζας. Για την πραγματοποίηση μιας μέτρησης το όργανο, αφήνεται με προσοχή να επιπλεύσει στο προς μέτρηση υγρό και η τιμή της πυκνότητας αντιστοιχεί στη χαραγή μέχρι την οποία βυθίζεται.
Συμπέρασμα
Ούτε η πυκνότητα ως μέγεθος αρκεί για να μας ξεκαθαρίσει απόλυτα
τη διαφορά μεταξύ των υλικών σωμάτων, διότι εξαρτάται και
από άλλα μεγέθη τα οποία θα μάθουμε στη συνέχεια.