Példák a sűrűség működésére

A mindennapi használatban a "sűrűség" szó általában a sűrűség állapotára utal, mint a "forgalom" sűrű, "vagy" az a személy túl sűrű ahhoz, hogy megértsen téged. "A sűrűség (D) meghatározása a tudományban sokkal több különleges. Ez az a tömegmennyiség (m), amely egy adott térfogatot (v) foglal el. Matematikailag D = m / v. A sűrűség szilárd, folyékony és gáz halmazállapotú anyagokra vonatkozik, és - itt nem meglepő - a szilárd anyagok sűrűbbek, mint a folyadékok (általában), és a folyadékok sűrűbbek, mint a gázok.

Mikroszkópos szinten a sűrűség annak mérése, hogy az adott anyagot alkotó atomok milyen szorosan vannak tele. Ha két tárgy ugyanazt a térfogatot foglalja el, akkor a sűrűbb súlyosabb, mert több atom csomagolódik össze ugyanabban a térben. A sűrűséget befolyásolja a hőmérséklet, és a környezeti nyomás is, bár ezek a függőségek leginkább gáznemű állapotban jelentkeznek. A sűrűségbeli különbségek hajtják a világot; az élet nem lenne ugyanaz nélkülük.

A víz sűrűsége köbméterenként 1 kilogramm. Ha ez véletlennek hangzik, nem az. A metrikus tömegegységek a víz sűrűségén alapulnak. A legtöbb olaj kevésbé sűrű, mint a víz, és ezért úsznak. Amikor két folyadékot vagy gázt kever össze, a sűrűbb a tartály aljára esik, mindaddig, amíg az nem oldódik és oldatot képez. Ennek oka egyszerű. A gravitáció erősebb erőt fejt ki egy sűrű anyagon. Az a tény, hogy az olaj nem oldódik fel a vízben és lebeg, lehetővé teszi a nagyteljesítményű olajszennyezés utáni tisztítást. A dolgozók általában úgy nyerik vissza az olajat, hogy lefejtik a víz felszínéről.

Fújd fel a léggömböt levegővel a tüdődből, és a léggömb boldogan ül az asztalon vagy a széken, amíg valaki a levegőbe nem dobja. Akkor is lebeghet egy ideig a légáramlatokon, de végül leesik a földre. Töltse fel ugyanannyi térfogatú héliummal, és húrot kell kötnie rá, hogy ne lebegjen. Ez azért van, mert a levegőben lévő oxigén- és nitrogénmolekulákhoz képest a héliummolekulák nagyon könnyűek. Valójában a hélium körülbelül tízszer kevésbé sűrű, mint a levegő. A léggömb még gyorsabban lebegne, ha hidrogénnel töltené meg, ami több mint százszor kevésbé sűrű, mint a levegő, de a hidrogéngáz nagyon gyúlékony. Ezért nem használják a léggömbök töltésére a karneválokon.

Adjon hőt a levegőbe, és a molekulák több energiával repülnek, így több hely marad közöttük. Más szavakkal, a levegő kevésbé sűrűvé válik, ezért hajlamos az emelkedésre. A troposzféra hőmérséklete azonban a tengerszint feletti magassággal hűl, így nagyobb magasságokban több a hideg levegő, és hajlamos esni. A leeső hideg levegő és a felemelkedő meleg levegő állandó mozgása olyan légáramokat és szelet hoz létre, amelyek az időjárást a bolygón hajtják.

Az óceánok hőmérséklet-változásai sűrűségbeli különbségeket is létrehoznak, amelyek hajtják az áramokat, de a sótartalom-változások ugyanolyan fontosak. A tengervíz nem egyenletesen sós, és minél több sót tartalmaz, annál sűrűbb. A hőmérséklet és a sótartalom változásai sűrűségbeli különbségeket hoznak létre, amelyek a helyi örvényáramokat vezetik valamint a mély víz alatti folyók, amelyek élőhelyeket teremtenek a tengeri élőlények számára, és kihatnak a világra éghajlat.

A laboratóriumi kutatók a sűrűségbeli különbségektől függenek, hogy elkülönítsék-e a folyékony vagy szilárd anyagot. Ezt egy centrifugával teszik meg, amely olyan keverék, amely olyan gyorsan forog egy keveréket, hogy többszörösen nagyobb erőt hoz létre, mint a gravitációs erő. A centrifugában a keverék legsűrűbb komponensei tapasztalják a legnagyobb erőt, és az edény külsejére vándorolnak, ahonnan visszakereshetők.

A sűrűség felhasználható ismeretlen vegyületekből készült anyagok azonosítására is. Az eljárás az anyagok lemérése és az általuk elfoglalt térfogat mérése vízkiszorítással vagy más módszerrel. Ezután megtalálja az anyag sűrűségét a D = m / v egyenlet segítségével, és összehasonlítja a referenciatáblázatokban felsorolt ​​közönséges vegyületek ismert sűrűségével.