Das flüssige Metall Quecksilber sorgt für dramatische Demonstrationen von Dichte und Auftrieb. Sie können zum Beispiel schwere Gegenstände wie Ziegel und Hanteln in einem ausreichend großen Quecksilberbehälter schweben lassen, da seine Dichte höher ist als die von Blei. Einige Elemente sind jedoch noch dichter, und Gegenstände aus diesen Substanzen sinken in Quecksilber.
Dichte einer Substanz
Alle Stoffe besitzen eine Eigenschaft namens Dichte, die Masse geteilt durch Volumen ist. Wenn Sie den Stoff kennen, aus dem ein Objekt besteht, können Sie die Dichte nachschlagen, das Volumen messen und die Masse ermitteln, indem Sie Volumen mit Dichte multiplizieren. Elemente an der Spitze des Periodensystems haben tendenziell niedrigere Dichten; diejenigen nach unten weisen die größten Dichten auf. Die Dichte von Quecksilber, das Element Nummer 80 von 118 im Periodensystem aufgeführt ist, beträgt 13,55 Gramm pro Kubikzentimeter.
Warum schweben Dinge?
Beispiele für schwimmende Dinge in der Natur und im Alltag: Sie können Wolken am Himmel schweben oder einen Korken auf dem Wasser schwimmen sehen. Wenn Sie ein schwebendes Objekt sehen, ist seine Dichte geringer als die der darunter liegenden Substanz. Nach dem Prinzip von Archimedes verdrängt ein in einer Flüssigkeit befindlicher Gegenstand einen Teil davon; das Gewicht der verdrängten Flüssigkeit erzeugt eine Auftriebskraft, deren Stärke dem Gewicht entspricht. Ist die Kraft größer als das Gewicht des Objekts, schwebt das Objekt. Da die Dichte von Quecksilber sehr hoch ist, schweben Gegenstände, die Sie als schwer erachten, wie Bleigewichte oder ein Stahlkugellager, darin.
Schweben in Merkur
Da Quecksilber eine hohe Dichte hat, schwimmen die meisten anderen Stoffe darin. Dazu gehören Metalle wie Nickel, Eisen und Kupfer sowie Mischstoffe wie die meisten Steinarten und organische Materialien wie Kunststoffe und Holz. Darin schwimmen auch Flüssigkeiten und Gase, die eine geringere Dichte als Quecksilber haben.
Was nicht schwimmt
Eine Handvoll Elemente sind dichter als Quecksilber und Gegenstände aus diesen Stoffen werden darin versinken. Mehrere Edelmetalle – darunter Gold mit einer Dichte von 19,3 Gramm pro Kubikzentimeter, Platin mit 21,4 und Iridium mit 22,65 – werden in einem Quecksilberbad sinken. Viele der Aktinidenelemente, radioaktive Substanzen, die ganz unten im Periodensystem stehen, haben ebenfalls eine sehr hohe Dichte und sinken in Quecksilber. Plutonium beispielsweise hat eine Dichte von 19,84 Gramm pro Kubikzentimeter. Americium, ein weiteres Aktinidenelement, ist mit 13,84 Gramm pro Kubikzentimeter etwas dichter als Quecksilber.