Igapäevases kasutuses tähistab sõna "tihedus" tavaliselt tihedat seisundit, nagu ka "liiklus on" tihe "või" see inimene on liiga tihe, et teist aru saada. "Teaduse tiheduse (D) määratlus on palju suurem spetsiifiline. See on konkreetse mahu (v) hõivav mass (m). Matemaatiliselt on D = m / v. Tihedus kehtib tahkes, vedelas ja gaasilises olekus ning - siin pole üllatav - tahked ained on tihedamad kui vedelikud (tavaliselt) ja vedelikud on tihedamad kui gaasid.
Mikroskoopilisel tasandil mõõdab tihedus seda, kui tihedalt on ained, millest konkreetne aine koosneb. Kui kaks objekti hõivavad sama mahu, on tihedam üks raskem, kuna rohkem aatomeid on ühte ruumi kokku pakitud. Tihedust mõjutab temperatuur ja seda mõjutab ka ümbritsev rõhk, kuigi need sõltuvused ilmnevad kõige rohkem gaasilises olekus. Tiheduse erinevused juhivad maailma; elu poleks ilma nendeta endine.
Nafta ja vee tihedus
Vee tihedus on 1 kilogramm kuupmeetri kohta. Kui see kõlab kokkusattumusena, pole see nii. Massiühikud põhinevad vee tihedusel. Enamik õlisid on vähem tihedad kui vesi ja seetõttu nad hõljuvad. Alati, kui segate kahte vedelikku või gaasi, langeb tihedam anuma põhja, kui see ei lahustu ega moodusta lahust. Selle põhjus on lihtne. Gravitatsioon avaldab tihedale materjalile tugevamat jõudu. Asjaolu, et õli ei lahustu vees ja hõljub, võimaldab pärast suurt õlireostust koristamist. Töötajad saavad õli tavaliselt tagasi, eraldades selle veepinnalt.
Heeliumi õhupall on tiheduse rakendus tegelikus elus
Laske õhk õhust kopsudest õhku ja õhupall istub õnnelikult laual või toolil, kuni keegi selle õhku viskab. Isegi siis võib see mõnda aega õhuvooludel hõljuda, kuid kukub lõpuks pikali. Kuid täitke see sama mahuga heeliumiga ja peate selle siduma, et see ei hõljuks. Seda seetõttu, et võrreldes õhus leiduvate hapniku ja lämmastiku molekulidega on heeliumimolekulid väga kerged. Tegelikult on heelium õhust umbes kümme korda vähem tihe. Õhupall hõljuks veelgi kiiremini, kui täidaksite selle vesinikuga, mis on pigem 100 korda vähem tihe kui õhk, kuid gaasiline vesinik on väga tuleohtlik. Seetõttu ei kasuta nad seda karnevalidel õhupallide täitmiseks.
Tiheduse erinevused juhivad õhu ja ookeani hoovusi
Lisage õhku soojust ja molekulid lendavad ringi suurema energiaga, tehes nende vahel rohkem ruumi. Teisisõnu, õhk muutub vähem tihedaks, seega on sellel kalduvus tõusta. Troposfääri temperatuur muutub aga kõrgusega külmemaks, mistõttu kõrgematel kõrgustel on rohkem külma õhku ja sellel on kalduvus langeda. Külma õhu langeva ja sooja õhu pidev liikumine loob õhuvoolud ja tuuled, mis ajavad planeedil ilma.
Temperatuuri kõikumised ookeanides tekitavad ka voolu juhtivaid tiheduse erinevusi, kuid soolasisalduse kõikumised on sama olulised. Merevesi ei ole ühtlaselt soolane ja mida rohkem soola see sisaldab, seda tihedam on see. Temperatuuri ja soolsuse muutused tekitavad tiheduse erinevusi, mis juhivad kohalikke pöörisvoolusid samuti sügavad veealused jõed, mis loovad mereelukatele elupaiku ja mõjutavad kogu maailma kliima.
Tiheduse näited laboris
Labori uurijad sõltuvad vedeliku või tahke oleku ainete tiheduse erinevustest. Nad teevad seda tsentrifuugiga, mis on seade, mis keerutab segu nii kiiresti, et tekitab raskusjõust mitu korda suurema jõu. Tsentrifuugis kogevad segu kõige tihedamad komponendid suurimat jõudu ja rändavad anuma väljapoole, kust neid saab kätte saada.
Tihedust saab kasutada ka tundmatutest ühenditest valmistatud materjalide tuvastamiseks. Protseduur on materjalide kaalumine ja nende hõivatud mahu mõõtmine, kasutades veeväljasurvet või mõnda muud meetodit. Seejärel leiate materjali tiheduse, kasutades võrrandit D = m / v, ja võrrelge seda tuntud tabelites loetletud tavaliste ühendite teadaolevate tihedustega.