Sisu
- "Raske" vs tihe
- Vee tihedus: võrdlusalus
- Tihedus: kuld vs plii
- Tihedus muudel kaalutlustel: laavalambid
Sõltumata sellest, kui laialdased on teie loodusteaduste taustad, olete mingil ajahetkel veebis, televisioonis, raamatus või muudes meediumireisides peaaegu kindlasti kohanud mõistet "tihedus". Võib-olla teate, et "tihe" tähendab nii paksu kui ka metafoorilises mõttes "paksu": seda sõpra võib kirjeldada sellisena, kes kunagi päris "nalja ei saa" või üritab korduvalt oma kohvi lauasoolaga "magustada".
Füüsikas on aga tihedusel konkreetne määratlus. Tihedusvõrrand on lihtne: võtke mass objekti (SI või système internationale, ühik on kilogramm või kg), mille mateeria on ühtlaselt jaotunud ja jagage see ära väärtus kokku maht objekti (SI ühik on sel juhul kuupmeeter või m)3, kuigi sageli kasutatakse liitrit või L) ja tihedus on tulemus. Ajaloolistel põhjustel tähistatakse seda kogust sageli kreeka tähega rho või ρ.
Tiheduse valem on seega
ρ = frac {m} {V}"Raske" vs tihe
Igapäevases keeles, kui keegi pakub väidet "plii on raskem kui udu" vms, eeldame tavaliselt, et kõneleja räägib kummagi sarnast "kogust" või mahtu. Rangelt võttes võib öelda, et kui "raske" tähendab "massiivset" või "kaalukat" ja väide, et ühe aine mõni määratlemata kogus on massiivsem kui teise aine määratlemata kogus, on inane. Näiteks 1000 liitrit õhku on raskem kui kuup mikromeeter kulda.
Vee tihedus: võrdlusalus
Määratluse järgi on ühe liitri (1 L) vee temperatuuril 4 kraadi (4 ° C) kilogrammi (1 kg). See on mugav, kuna kõik käitlevad vett peaaegu iga päev ja seetõttu on enamikul inimestest mõistlik, kui "raske" see teiste ainete, sealhulgas metallidega võrreldes on.
Pidage meeles, et tiheduse arvutamine on mõttetu ilma lugeja ja nimetaja ühikute ühitamiseta. See tähendab, et kui kasutate massi jaoks kg, peate kasutama m3 mahu jaoks. Samaväärset ühikut, grammi milliliitri kohta või g / ml, kohtab sagedamini nii teaduslikes kui ka tavapärastes miinustes. Ml on võrdne kuupsentimeetri või cm-ga3, nii et see võib kirjutada ka g / cm3.
Tihedus: kuld vs plii
Kulla on nn väärismetallide hulgas silmapaistev. Samuti on see äärmiselt tihe, tihedusega 19,3 g / cm3. See muudab metalli peaaegu 20 korda tihedamaks kui vesi. Arvestades, et te juba teate, et liiter vett kaalub kilogrammi ehk 2,2 naela, võite järeldada, et keemiaklassi ajal läbi lastud 1 liitri (1000 ml) veepudeli mass oleks 19,3 × 2,2 = 42,46. naela.
Võrdlusena pliid kontrollitakse koguses 11,3 g / cm3, mis on väga tihe, kuid ainult umbes 60 protsenti kulla omast. Miks te siis arvate, et kui inimesed räägivad ebaharilikult tihedatest või rasketest asjadest, võrdlevad nad seda sageli kulla asemel pliiga, nagu näiteks väljendis "See nali läks üle nagu pliiballoon"? Selle põhjuseks on asjaolu, et plii on lihtsalt palju rikkalikum, mis on omakorda seotud asjaoluga, et see maksab palju vähem, see tähendab, et praktiliselt kõik näevad, puudutavad ja käitlevad oma elu jooksul palju rohkem pliid kui kuld.
Tihedus muudel kaalutlustel: laavalambid
Laavalamp, mis leiutati algselt 1970. aastatel USA-s, kasutab ära tiheduse põhimõtteid, et tekitada kergelt mesmeriseeriv efekt. Veest tihedam õli pannakse vett sisaldava paagi sisse, mis moodustab lambi suurema osa. Kuna see on "raskem", vajub õli põhja. Kui lamp sisse lülitatakse, siis õli soojeneb, "lõtvub", muutub vähem tihedaks ja tõuseb vee tippu. Seejärel jahutab ja vajub põhja, alustades tsüklit uuesti.