Ikdienas lietojumā vārds "blīvums" parasti apzīmē blīvuma stāvokli, tāpat kā "satiksme ir" blīvs "vai" šī persona ir pārāk blīva, lai jūs saprastu. "Blīvuma (D) definīcija zinātnē ir daudz lielāka specifiski. Tas ir masas daudzums (m), kas aizņem noteiktu tilpumu (v). Matemātiski D = m / v. Blīvums attiecas uz vielu cietā, šķidrā un gāzveida stāvoklī, un - šeit nav pārsteigums - cietās vielas ir blīvākas nekā šķidrumi (parasti), un šķidrumi ir blīvāki nekā gāzes.
Mikroskopiskā līmenī blīvums ir mērs tam, cik cieši ir saspiesti atomi, kas veido konkrētu vielu. Ja divi objekti aizņem vienu un to pašu tilpumu, blīvāks ir smagāks, jo tajā pašā telpā vairāk atomu ir sapakoti. Blīvumu ietekmē temperatūra, un to ietekmē arī apkārtējais spiediens, lai gan šīs atkarības ir visizteiktākās gāzveida stāvoklī. Blīvuma atšķirības virza pasauli; bez viņiem dzīve nebūtu tāda pati.
Eļļas un ūdens blīvums
Ūdens blīvums ir 1 kilograms uz kubikmetru. Ja tas izklausās pēc nejaušības, tā nav. Metriskās masas vienības ir balstītas uz ūdens blīvumu. Lielākā daļa eļļu ir mazāk blīvas nekā ūdens, un tāpēc tās peld. Ikreiz, kad sajaucat divus šķidrumus vai gāzes, blīvākais nokrīt uz trauka dibena, kamēr tas neizšķīst un neveido šķīdumu. Iemesls tam ir vienkāršs. Smagums uz blīvu materiālu iedarbina spēcīgāku spēku. Fakts, ka eļļa neizšķīst ūdenī un ka tā peld, padara iespējamu attīrīšanu pēc lielas eļļas noplūdes. Strādnieki parasti atgūst eļļu, noslaukot to no ūdens virsmas.
Hēlija balons ir blīvuma pielietojums reālajā dzīvē
Uzspridziniet balonu ar gaisu no plaušām, un balons laimīgi sēdēs uz galda vai krēsla, līdz kāds to iemetīs gaisā. Pat tad tas kādu laiku var peldēt pa gaisa straumēm, bet galu galā nokritīs zemē. Tomēr piepildiet to ar tādu pašu hēlija tilpumu, un jums ir jāsaista virkne, lai tā nepeldētu. Tas ir tāpēc, ka, salīdzinot ar skābekļa un slāpekļa molekulām gaisā, hēlija molekulas ir ļoti vieglas. Faktiski hēlijs ir aptuveni 10 reizes mazāk blīvs nekā gaiss. Balons peldētu prom vēl ātrāk, ja to piepildītu ar ūdeņradi, kas vairāk līdzinās 100 reizes mazāk blīvam nekā gaiss, bet ūdeņraža gāze ir viegli uzliesmojoša. Tāpēc viņi to neizmanto, lai aizpildītu balonus karnevālos.
Blīvuma atšķirības virza gaisa un okeāna straumes
Pievienojiet gaisam siltumu, un molekulas lidinās apkārt ar lielāku enerģiju, padarot vairāk vietas starp tām. Citiem vārdiem sakot, gaiss kļūst mazāk blīvs, tāpēc tam ir tendence paaugstināties. Tomēr troposfērā temperatūra ar augstumu kļūst vēsāka, tāpēc augstākos augstumos ir vairāk auksta gaisa, un tam ir tendence krist. Pastāvīga aukstā gaisa krišanās un siltā gaisa augšupejošā kustība rada gaisa plūsmas un vējus, kas virza laika apstākļus uz planētas.
Temperatūras svārstības okeānos rada arī blīvuma atšķirības, kas virza strāvas, bet sāļuma svārstības ir tikpat svarīgas. Jūras ūdens nav vienmērīgi sāls, un jo vairāk tajā ir sāls, jo tas ir blīvāks. Temperatūras un sāļuma variācijas rada blīvuma atšķirības, kas virza vietējās virpuļstrāvas kā kā arī dziļas zemūdens upes, kas rada dzīvotnes jūras radībām un ietekmē pasauli klimats.
Blīvuma piemēri laboratorijā
Laboratorijas pētnieki ir atkarīgi no blīvuma atšķirībām, lai nošķirtu vielas šķidrā vai cietā stāvoklī. Viņi to dara ar centrifūgu, kas ir ierīce, kas maisījumu griež tik ātri, ka rada spēku, kas ir vairākas reizes lielāks par gravitācijas spēku. Centrifūgā maisījuma blīvākie komponenti piedzīvo vislielāko spēku un migrē uz kuģa ārpusi, no kurienes tos var iegūt.
Blīvumu var izmantot arī, lai identificētu materiālus, kas izgatavoti no nezināmiem savienojumiem. Procedūra ir nosvērt materiālus un izmērīt to aizņemto tilpumu, izmantojot ūdens izspiešanu vai kādu citu metodi. Pēc tam jūs atrodat materiāla blīvumu, izmantojot vienādojumu D = m / v, un salīdziniet to ar zināmo parasto savienojumu blīvumu, kas uzskaitīts atsauces tabulās.