Innehåll
- "Tung" mot tät
- Tätheten av vatten: ett riktmärke
- Densitet: Guld vs bly
- Täthet i andra överväganden: Lava-lampor
Oavsett omfattningen av din bakgrund inom fysikaliska vetenskaper, har du nästan säkert stött på begreppet "densitet" någon gång i din resa online, tv, bok eller andra medier. Du kanske känner att "tät" betyder "tjock" i både bokstavliga och metaforiska sinnen: Den vän som aldrig riktigt "får" grundskämt eller upprepade gånger försöker "söta" sitt kaffe med bordsalt kan beskrivas som sådan.
I fysiken har dock densitet en specifik definition. Densitetsekvationen är enkel: Ta massa för ett objekt (SI, eller système internationale, enheten är kilogram eller kg) vars materia är jämnt fördelat och dela upp detta värde av det totala volym för objektet (SI-enheten är i detta fall kubikmeter eller m3, även om det ofta används liter eller L) och densitet är resultatet. Av historiska skäl anges denna mängd ofta med den grekiska bokstaven rho eller ρ.
Densitetsformeln är därför
ρ = frac {m} {V}"Tung" mot tät
I vardagliga språk, när någon erbjuder påståendet "Bly är tyngre än dimma" eller liknande, antar vi vanligtvis att talaren talar om ett liknande "belopp," eller volym, för varje. Men strikt talat, om "tungt" innebär "massivt" eller "tungt", och påståendet att någon ospecificerad mängd av ett ämne är mer massivt än en ospecificerad mängd av ett annat ämne är dumt. 1 000 liter luft är till exempel tyngre än en kubikmikrometer guld.
Tätheten av vatten: ett riktmärke
Per definition har en liter (1 L) vatten vid en temperatur på 4 grader Celsius (4 ° C) en massa av ett kilogram (1 kg). Detta är bekvämt eftersom alla hanterar vatten nästan varje dag, och de flesta människor har därför en anständig känsla av hur "tungt" det jämförs med andra ämnen, inklusive metaller.
Observera att beräkningen av densitet är meningslös utan korrekt matchning av enheterna i telleren och nämnaren. Det vill säga, om du använder kg för massa, måste du använda m3 för volym. En ekvivalent enhet, gram per milliliter, eller g / ml, förekommer oftare i både vetenskapliga och lekmässiga nackdelar. En ml motsvarar en kubikcentimeter eller cm3, så det här kan också skrivas g / cm3.
Densitet: Guld vs bly
Guld är framstående bland de så kallade ädelmetaller. Det är också extremt tätt med en densitet på 19,3 g / cm3. Det gör metallen nästan 20 gånger så tät som vatten. Med tanke på att du redan vet att en liter vatten väger ett kilo, eller 2,2 pund, kan du dra slutsatsen att den 1 liter (1 000 ml) vattenflaskan du smutar dig igenom under kemiklassen skulle ha en massa på 19,3 × 2,2 = 42,46 pounds.
Jämfört med bly jämförs 11,3 g / cm3, vilket är mycket tätt, men bara cirka 60 procent av det av guld. Varför tror du då att när människor pratar om ovanligt täta eller tunga saker, så ofta jämför de det med bly istället för guld, som i uttrycket "Det skämtet gick över som en blyballong"? Det beror på att bly helt enkelt är så mycket rikligt, vilket i sin tur är kopplat till det faktum att det kostar så mycket mindre, vilket innebär att praktiskt taget alla ser, berör och hanterar mycket mer bly än guld under hennes livstid.
Täthet i andra överväganden: Lava-lampor
Lavalampan, som ursprungligen uppfanns under 1970-talet i USA, drar fördel av principerna för densitet för att skapa en milt fascinerande effekt. Olja som är tätare än vatten placeras i en vatteninnehållande tank som utgör lampans huvuddel. Eftersom det är "tyngre" sjunker oljan till botten. Men när lampan slås på värms oljan upp, "lossnar", blir mindre tät och stiger upp till vattnet. Därefter svalnar den och sjunker till botten och börjar cykeln på nytt.