ПЛОТНОСТЬ
Одинаковые объемы жидкостей или газов , такие же по объему твердые тела / из пластика, резины, дерева, металлов и др./ имеют совершенно различный вес. Говорят, что разные вещества обладают различной плотностью.
Плотность вещества зависит:
от массы атомов, из которых оно состоит, и от плотности упаковки атомов и молекул в веществе.
Чем больше масса атомов, тем больше плотность. Сравнивая алюминий и железо, железо и ртуть мы убеждаемся, что так оно и есть.
Но, если рассматривать одно и то же вещество в разных агрегатных состояниях, то мы увидим , что плотность его будет разной!
Твердое тело. Атомы прочно связаны друг с другом и очень плотно упакованы. Поэтому вещество,находящееся в твердом состоянии имеет наибольшую плотность.
Жидкое состояние. Плотность упаковки атомов и молекул по прежнему высока, поэтому плотность вещества находящегося в жидком состоянии не очень сильно отличается от твердого состояния.
Газ. Молекулы имеют очень слабую связь друг с другом и удаляются друг от друга на большое расстояние. Плотность упаковки очень низкая, соответственно, вещество в газообразном состоянии обладает небольшой плотностью.
Обычно твердые тела тонут в своих расплавах. Например, кусок сливочного масла утонет в топленом масле, железный гвоздь тонет в расплавленном железе.
При переходе вещества в газообразное состояние его плотность уменьшается примерно в 1000 раз (см. таблицу плотностей газов)
НО, НЕТ ПРАВИЛ БЕЗ ИСКЛЮЧЕНИЯ!
Образующийся зимой лед не тонет, а плавает на поверхности воды, т.к. плотность льда меньше плотности воды. Иначе все водоемы зимой наполнялись бы льдом ,и в них не могли бы существовать живые организмы.
___
Численно плотность равна отношению массы тела к объему этого тела.
Расчетная формула: Плотность = Масса / Объем
Плотность измеряется в единицах СИ : 1кг/куб.м.
Числовое значение плотности вещества показывает массу вещества в единице объема этого вещества.
АРЕОМЕТР
( или иначе плотномер )
- это прибор в виде стеклянного поплавка с измерительной шкалой и грузом (внизу), предназначенный для измерения плотности жидкостей и сыпучих тел.
Ареометр опускается в жидкость, плотность которой необходимо измерить. Принцип действия ареометра основан на законе Архимеда. В зависимости от плотности жидкости сила Архимеда будет различна, и ареометр будет погружаться в разных жидкостях на разную глубину.
ЗНАЕШЬ ЛИ ТЫ ?
Основываясь на данных глубоких обзоров галактик, можно определить и среднюю плотность вещества во Вселенной. На сегодня данные таких подсчетов свидетельствуют, что в среднем космическое пространство чрезвычайно разрежено.
Если мысленно равномерно «размазать» вещество по всему объему нашей Галактики, то средняя плотность материи в ней окажется равной примерно 0,000 000 000 000 000 000 000 000 5 г/см3.
Через одну десятысячную долю секунды после начала расширения Вселенной ее средняя плотность равнялась приблизительно 100 000 000 000 000 г/см3, т.е. плотности атомных ядер.
Средняя плотность материи во Вселенной - приблизительно шесть атомов на кубический метр.
___
Размышляя о существовании пустоты, Отто Герике решил на опыте проверить теорию Декарта, по которой все пространство должно быть заполнено материей. Идея первых экспериментов по получению «пустоты» привела к созданию воздушного насоса.
___
Земная кора состоит из слоев вещества различающихся по плотности. Средние значения плотности земной коры и Земли в целом составляют, соответственно, 2700 и 5520 кг/м3.
Так как в основном человек состоит из жидкости, средняя плотность тела человека 1 г/см3 или 1 кг/л. Из этого следует, что масса человека в килограммах численно равна объему его тела в литрах. Например, ученик массой 50кг имеет объем тела около 50 литров. Именно такой объем воды окажется на полу при погружении его в ванну, заполненную водой до краев.
Свежесть куриных яиц можно определить по их средней плотности. При длительном хранениии часть жидкости испаряется через поры в яичной скорлупе и замещается воздухом. При том же объеме его средняя плотность уменьшается и оно становится легче. Свежее яйцо тонет в воде, а несвежее всплывает.
Знаменитый греческий врач Гиппократ отмечал в своих сочинениях, что дождевая вода легче всякой другой воды. Удивительно, что древние греки отличали дождевую воду по плотности даже от колодезной и пользовались ею для определения меры емкости.
___
Для определения плотности твердых веществ с 17 века использовали так называемую биланцетту, изобретение которой приписывали Галилею. Этот прибор был подобен пружинным весам, позволяющим сравнивать вес тел в воде и в воздухе.
___
В Италии вблизи Неаполя есть знаменитая «собачья» пещера. В ее нижней части непрерывно выделяется углекислый газ, плотность которого в полтора раза вышe плотности воздуха. Газ стелится понизу и медленно выходит из пещеры. Человек беспрепятственно может войти в пещеру, для собаки же такая прогулка кончается печально.