Ciekły metal, rtęć, zapewnia dramatyczne demonstracje gęstości i wyporu. Możesz na przykład unosić ciężkie przedmioty, takie jak cegły i hantle, w odpowiednio dużym pojemniku z rtęcią, ponieważ jej gęstość jest większa niż ołowiu. Niektóre pierwiastki są jednak jeszcze gęstsze, a przedmioty wykonane z tych substancji toną w rtęci.
Gęstość substancji
Wszystkie substancje posiadają właściwość zwaną gęstością, którą jest masa podzielona przez objętość. Jeśli znasz substancję, z której wykonany jest przedmiot, możesz sprawdzić gęstość, zmierzyć objętość i znaleźć masę, mnożąc objętość przez gęstość. Pierwiastki na szczycie układu okresowego mają zwykle mniejszą gęstość; te na dole mają największe zagęszczenie. Gęstość rtęci, pierwiastka numer 80 z 118 wymienionych w układzie okresowym, wynosi 13,55 gramów na centymetr sześcienny.
Dlaczego rzeczy płyną?
Przykłady rzeczy unoszących się w naturze i życiu codziennym obfitują: możesz zobaczyć chmury unoszące się na niebie lub korek unoszący się na wodzie. Za każdym razem, gdy widzisz pływający obiekt, jego gęstość jest mniejsza niż gęstość substancji pod nią. Zgodnie z zasadą Archimedesa, przedmiot umieszczony w cieczy wypiera jej część; ciężar wypartej cieczy wytwarza siłę wyporu, której siła jest równa ciężarowi. Jeśli siła jest większa niż ciężar obiektu, obiekt unosi się. Ponieważ gęstość rtęci jest bardzo wysoka, przedmioty, które możesz uznać za ciężkie, takie jak ołowiane obciążniki lub stalowe łożysko kulkowe, będą w nim unosić się.
Unoszący się w Merkurym
Ponieważ gęstość rtęci jest wysoka, większość innych substancji będzie się w niej unosić. Obejmuje to metale, takie jak nikiel, żelazo i miedź, a także substancje mieszane, takie jak większość rodzajów kamienia i materiały organiczne, takie jak tworzywa sztuczne i drewno. Te ciecze i gazy, które są mniej gęste niż rtęć, również będą się w nim unosić.
Co nie unosi się
Garstka pierwiastków jest gęstsza od rtęci i zatopią się w niej przedmioty wykonane z tych substancji. Kilka metali szlachetnych - w tym złoto o gęstości 19,3 grama na centymetr sześcienny, platyna o gęstości 21,4 i iryd o gęstości 22,65 - zatonie w kąpieli rtęciowej. Wiele pierwiastków aktynowców, substancji radioaktywnych, które znajdują się na samym dnie układu okresowego, ma również bardzo dużą gęstość i tonie w rtęci. Na przykład pluton ma gęstość 19,84 gramów na centymetr sześcienny. Americium, inny pierwiastek aktynowców, jest nieco gęstszy niż rtęć i wynosi 13,84 gramów na centymetr sześcienny.