Ποια είναι η σχέση μεταξύ μάζας και πυκνότητας;

Martin Barraud / OJO Images / Getty Images

Η πυκνότητα και η μάζα είναι αμοιβαία εξαρτώμενες φυσικές ιδιότητες, με την πυκνότητα να είναι ίση με την ποσότητα μάζας ανά μονάδα όγκου οποιουδήποτε συγκεκριμένου αντικειμένου ή ουσίας. Η μάζα οποιουδήποτε αντικειμένου εξαρτάται εξ ολοκλήρου από τη συνολική του πυκνότητα, με τα πιο πυκνά αντικείμενα να έχουν μεγαλύτερη μάζα, για τον ίδιο όγκο, από τα λιγότερο πυκνά αντικείμενα. Η μάζα ενός αντικειμένου με ομοιόμορφη σύνθεση αλλάζει εάν προστεθούν ή αφαιρεθούν κομμάτια, αλλά η πυκνότητά του παραμένει σταθερή. Εν τω μεταξύ, αποκλείοντας οποιαδήποτε τήξη ή εξάτμιση, η πυκνότητα ενός αντικειμένου τείνει να αλλάζει με τις αλλαγές στη θερμοκρασία, ενώ η μάζα παραμένει ίδια.



Η πυκνότητα μιας δεδομένης ουσίας είναι σταθερή, με δεδομένες σταθερές συνθήκες, ανεξάρτητα από την ποσότητα. Η μάζα, από την άλλη πλευρά, εξαρτάται από την ποσότητα, καθώς δεν έχει νόημα να προσπαθήσουμε να ορίσουμε τη μάζα μιας ουσίας χωρίς να ορίσουμε τον όγκο της και τις περιβαλλοντικές της συνθήκες.

Η μάζα και η πυκνότητα ποικίλλουν πολύ μεταξύ των διαφόρων στοιχείων και των ενώσεων τους. Ένα άτομο υδρογόνου, το ελαφρύτερο στοιχείο, έχει μόνο το ένα τέταρτο της μάζας του ηλίου, το δεύτερο ελαφρύτερο. Το υδρογόνο τείνει να σχηματίζει μόρια με δύο άτομα υδρογόνου, αλλά ένα από αυτά τα μόρια εξακολουθεί να ζυγίζει μόνο το μισό από ένα άτομο ηλίου. Λόγω της φύσης των αερίων, κάτω από ίδιες συνθήκες, ένας δεδομένος όγκος αερίου υδρογόνου είναι περίπου το μισό πιο πυκνός από έναν όγκο αερίου ηλίου. Ωστόσο, οι σχέσεις πυκνότητας είναι πιο περίπλοκες στα στερεά και τα υγρά, επειδή τα ατομικά ή μοριακά τους συστατικά βρίσκονται σε επαφή και το μέγεθος και η γεωμετρία των δεσμών τους μεταβάλλουν τις πυκνότητες τους.