Sisu
- Nafta ja vee tihedus
- Heeliumiballoon on tiheduse rakendus reaalses elus
- Tiheduse erinevused mõjutavad õhu- ja ookeanivoolusid
- Tiheduse näited laboris
Igapäevases kasutuses viitab sõna "tihedus" tavaliselt tihedale olekule, nagu näiteks "liiklus on tihe" või "see inimene on liiga tihe, et teist aru saada". Tiheduse (D) määratlus teaduses on palju täpsem. Selle massikogus (m), mis võtab enda alla kindla ruumala (v). Matemaatiliselt, D = m / v. Tihedus kehtib tahkes, vedelas ja gaasilises olekus olevate ainete kohta - ja siin pole üllatav - tahked ained on tihedamad kui vedelikud (tavaliselt) ja vedelikud on tihedamad kui gaasid.
Mikroskoopilisel tasemel on tihedus mõõt, mis näitab, kui tihedalt teatud ainet moodustavad aatomid on pakitud. Kui kaks objekti hõivavad sama mahu, on tihedam üks raskem, kuna rohkem aatomeid on pakitud ühte ruumi. Tihedust mõjutab temperatuur ja seda mõjutab ka ümbritsev rõhk, kuigi need sõltuvused on kõige tugevamalt gaasilises olekus. Tiheduserinevused juhivad maailma; ilma nendeta poleks elu sama.
Nafta ja vee tihedus
Vee tihedus on 1 kilogramm kuupmeetri kohta. Kui see kõlab juhuslikult, pole see nii. Massi meetrilised ühikud põhinevad vee tihedusel. Enamik õlisid on vähem tihedad kui vesi ja see on põhjus, miks need hõljuvad. Kui segate kahte vedelikku või gaasi, langeb tihedam mahuti põhja, kui see ei lahustu ja moodustab lahuse. Selle põhjus on lihtne. Gravitatsioon avaldab tihedamale materjalile tugevamat jõudu. Fakt, et õli ei lahustu vees ja hõljub, teeb puhastamise võimalikuks pärast suurt õlireostust. Töötajad eraldavad õli tavaliselt selle veepinnalt koorimisel.
Heeliumiballoon on tiheduse rakendus reaalses elus
Puhutage õhupalli kopsudest õhku ja õhupall istub õnnelikult laual või toolil, kuni keegi selle õhku viskab. Isegi siis võib see mõneks ajaks hõljuda õhuvooludes, kuid langeb lõpuks maapinnale. Täitke see sama mahu heeliumiga ja selleks, et see ujuvast eemal ei oleks, peate selle külge siduma nööri. Asi on selles, et õhus olevate hapniku ja lämmastiku molekulidega võrreldes on heeliumimolekulid väga kerged. Tegelikult on heelium õhust umbes kümme korda vähem tihe. Balloon hõljub veelgi kiiremini, kui täidate selle vesinikuga, mis on enam kui 100 korda vähem õhust tihe, kuid vesinikgaas on väga tuleohtlik. Seetõttu ei kasuta nad seda karnevalide õhupallide täitmiseks.
Tiheduse erinevused mõjutavad õhu- ja ookeanivoolusid
Lisage õhku soojust ja molekulid lendavad suurema energiaga ringi, tehes nende vahel rohkem ruumi. Teisisõnu, õhk muutub vähem tihedaks, nii et sellel on kalduvus tõusta. Temperatuur troposfääris muutub kõrgusega siiski külmemaks, seetõttu on kõrgematel kõrgustel rohkem külma õhku ja sellel on kalduvus langeda. Külma õhu langeva ja sooja õhu pidev liikumine tekitab õhuvoolu ja tuule, mis mõjutavad ilmastikku planeedil.
Temperatuuri kõikumine ookeanides tekitab ka tiheduse erinevusi, mis juhivad voolu, kuid soolasuse erinevused on sama olulised. Merevesi pole ühtlaselt soolane ja mida rohkem soola see sisaldab, seda tihedam see on. Temperatuuri ja soolasuse erinevused tekitavad tiheduserinevusi, mis juhivad kohalikke pöörisvoolusid, aga ka sügavaid veealuseid jõgesid, mis loovad mereelukatele elupaiku ja mõjutavad maailma kliimat.
Tiheduse näited laboris
Labori teadlased sõltuvad tiheduse erinevustest, et eraldada ained vedelas või tahkes olekus. Nad teevad seda tsentrifuugi abil, mis on seade, mis keerutab segu nii kiiresti, et tekitab jõu, mis on raskusjõust mitu korda suurem. Tsentrifuugis kogevad segu kõige tihedamad komponendid suurimat jõudu ja rändavad laeva välisküljele, kust neid saab kätte.
Tihedust saab kasutada ka tundmatutest ühenditest valmistatud materjalide identifitseerimiseks. Protseduur on materjalide kaalumine ja nende hõivatud mahu mõõtmine, kasutades veeväljasurvet või mõnda muud meetodit. Seejärel leiate võrrandi D = m / v abil materjali tiheduse ja võrrelge seda referentstabelites loetletud tavaliste ühendite teadaolevate tihedustega.