הגדרת הצפיפות ועקרון צף שוקע
בפיזיקה, צפיפות של חומר מוגדרת באופן הבא: אם m מסמן את מסתו של גוף ("כמות החומר של הגוף") ו-V מציין את נפח הגוף, צפיות הגוף מוגדרת ע"י היחס ביניהם:
יחידות מקובלות לצפיפות הן גרם לסמ"ק או ק"ג למטר מעוקב.
הטבלה הבאה כוללת את הצפיפות ביחידות גרם/סמ"ק של מספר חומרים שכיחים על פי סדר אלפביתי.
לחומרים שונים יש צפיפויות שונות. מה קובע את צפיפות החומר? כדי להבין זאת יש לזכור שכל חומר מורכב מאטומים. צפיפות של חומר מסוים תלויה בשני גורמים:
א. מידת הקרבה בין האטומים השונים בו.
ב. המסה של כל אחד מן האטומים המרכיבים את החומר.
עקרון צף-שוקע
כאשר מערבבים חומרים שאינם מסיסים זה בזה, החומר בעל הצפיפות הנמוכה יותר צף למעלה בעוד שהחומר בעל הצפיפות הגבוהה יותר שוקע למטה.
שימו לב! ה"חוק" נכון כאשר הנוזלים אינם מסיסים זה בזה, למשל שמן ומים. כאשר החומרים מסיסים זה בזה, כמו למשל כוהל ומים, נוצרת תערובת אחידה ולא שתי שכבות מובדלות.
- כאשר מערבבים סוכר במים – מתקבלת תמיסה שצפיפותה גדולה יותר מצפיפות המים. מדוע? כפי שראינו, הצפיפות מוגדרת כמסה מחולקת בנפח. הוספת סוכר למים מעלה את המסה, אך מכיוון שהסוכר מתמוסס במים, הנפח נשאר קבוע (בקירוב!). מכאן שהמונה גדל, בעוד שהמכנה נשאר קבוע, ולכן הצפיפות גדלה.