Le métal liquide, le mercure, fait des démonstrations spectaculaires de densité et de flottabilité. Vous pouvez par exemple faire flotter des objets lourds comme des briques et des haltères dans un récipient de mercure suffisamment grand car sa densité est supérieure à celle du plomb. Certains éléments, cependant, sont encore plus denses, et les objets faits de ces substances couleront dans le mercure.
Densité d'une substance
Toutes les substances possèdent une propriété appelée densité, qui est la masse divisée par le volume. Si vous connaissez la substance à partir de laquelle un objet est fait, vous pouvez rechercher la densité, mesurer le volume et trouver la masse en multipliant le volume par la densité. Les éléments au sommet du tableau périodique ont tendance à avoir des densités plus faibles; ceux vers le bas ont les plus grandes densités. La densité du mercure, qui est l'élément numéro 80 sur les 118 répertoriés dans le tableau périodique, est de 13,55 grammes par centimètre cube.
Pourquoi les choses flottent-elles ?
Les exemples de choses qui flottent abondent dans la nature et la vie quotidienne: vous pouvez voir des nuages flotter dans le ciel ou un bouchon flotter sur l'eau. Chaque fois que vous voyez un objet flottant, sa densité est inférieure à celle de la substance en dessous. Selon le principe d'Archimède, un objet placé dans un liquide en déplacera une partie; le poids du liquide déplacé produit une force de flottabilité dont la force est égale au poids. Si la force est supérieure au poids de l'objet, l'objet flotte. Étant donné que la densité du mercure est très élevée, les objets que vous pourriez considérer comme lourds, tels que des poids en plomb ou un roulement à billes en acier, flotteront dedans.
Flotter dans Mercure
Parce que la densité du mercure est élevée, la plupart des autres substances flotteront dedans. Cela comprend des métaux tels que le nickel, le fer et le cuivre ainsi que des substances mixtes telles que la plupart des types de pierre et des matériaux organiques tels que les plastiques et le bois. Les liquides et les gaz moins denses que le mercure flotteront également dedans.
Ce qui ne flottera pas
Une poignée d'éléments sont plus denses que le mercure et les objets fabriqués à partir de ces substances s'y enfonceront. Plusieurs métaux précieux - dont l'or, avec une densité de 19,3 grammes par centimètre cube, le platine avec 21,4 et l'iridium avec 22,65 - couleront dans un bain de mercure. De nombreux éléments actinides, des substances radioactives qui résident tout en bas du tableau périodique, ont également des densités très élevées et couleront dans le mercure. Le plutonium, par exemple, a une densité de 19,84 grammes par centimètre cube. L'américium, un autre élément actinide, est légèrement plus dense que le mercure à 13,84 grammes par centimètre cube.