Tiheys mitataan materiaalin massan suhteena sen tilavuuteen, ja se on tärkeä materiaalien ominaisuus. Kaikilla materiaaleilla on oma ominaistiheys, jota voidaan joskus käyttää materiaalin tunnistamiseen ja sen ominaisuuksien ennustamiseen. Vesi on yleinen, jokapäiväinen materiaali, jota voidaan käyttää osoittamaan monia hyödyllisiä ja mielenkiintoisia oppitunteja tiheydestä.
Nesteiden sekoittaminen
Vesi ja öljy eivät sekoita; tämä on tunnettu ilmiö, joka on itse asiassa osoitus siitä, kuinka eri tiheyden nesteet käyttäytyvät keskenään. Pienitiheyksiset nesteet kelluvat suurempien tiheyksien päällä. Laita pieni elintarvikeväri veteen, jotta se olisi helpommin nähtävissä, ja sekoita se sitten dekantterilasiin yhtä suurella määrällä maissisiirappia ja kasviöljyä. Odota ja katso, kun neste erottuu. Mikä on yläosassa? Mitä tämä kertoo veden tiheydestä? Kokeile tätä eri nesteiden tai kemikaalien kanssa monimutkaisemmaksi kokeiluksi.
Kohteen tiheys
Koska veden tiheys on hyvin tiedossa, sitä voidaan käyttää oppimaan muiden esineiden tiheydet. Ota kolme dekantterilasia ja kaada vettä yhteen, maissisiirappi toiseen ja kasviöljy viimeiseen. Ota sitten joitain pieniä esineitä, jotka ovat suunnilleen samankokoisia, kuten pallotettu paperi tai folio, pieni kivi tai korkki. Laita nämä esineet kuhunkin dekantterilasiin ja seuraa mitä tapahtuu. Jos esine kelluu, sen tiheys on pienempi kuin nesteen. Tätä menettelyä käytetään, vaikka käytetään erilaisia nesteitä, joskus
Suolavesi
Opiskelijat, jotka ovat olleet merellä, tietävät todennäköisesti, että suolavedessä on paljon helpompi kellua kuin makeassa vedessä. Tämä johtuu siitä, että suolavesi on paljon tiheämpää kuin makea vesi, ja esineet kelluvat, kun ne ovat vähemmän tiheitä kuin aine, jossa ne kelluvat. Suolojen ionit liukenevat hyvin veteen, lisäämällä massaa, mutta eivät vaikuta kovin paljon tilavuuteen. Ota kaksi pientä dekantterilasia vettä ja lisää suolaa yhteen. Tarvitset melko vähän suolaa, ainakin useita ruokalusikallisia. Sekoita suolan liuottamiseksi ja aseta sitten kypsentämätön muna kuhunkin dekantterilasiin. Jos tehdään oikein, dekantterilasit näyttävät identtisiltä, mutta suolaveden dekantterilasissa oleva muna kelluu.
Lämpötila ja tiheys
Tiheys riippuu useista tekijöistä, mukaan lukien lämpötila. Kuuma vesi on vähemmän tiheää kuin kylmä vesi, ja voit osoittaa tämän hyvin visuaalisesti. Ota kaksi pientä vesipurkkia, yksi kuuma ja toinen kylmä, ja laita kuhunkin ruokavärit, jotta ne näkyvät helposti. Laita ohut pahvikappale kuuman veden purkin suun päälle ja käännä se ylösalaisin. Laita se sitten kylmävesipurkin suun yli ja ota pahvi pois. Lyhyeksi ajaksi värit pysyvät erillisinä, koska päällä olevan veden tiheys on pienempi. Tämä koe voi olla hieman sotkuinen, joten ota varotoimet. Vaihtoehtoisesti voit käyttää tiputinta pienen määrän kuumaa vettä kylmän dekantterilasiin ja katsella mitä tapahtuu. Kylmä vesi on tiheämpää kuin kuuma vesi, mutta jää kelluu. Miksi luulet tämän olevan?