Mittauksia: Tiheys

Nämä kaksi kuutiota on tehty eri metalleista. Yksi on alumiininen ja toinen on kuparinen. Ne ovat molemmat samankokoiset. Luulisitko, että ne painavat saman verran? Tutkitaanpa!

Kupari on painavampaa kuin alumiini! Kupari- ja alumiinikuutiot on tehty erilaisista atomeista, jotka ovat eri kokoisia, joilla on eri massat ja ne ovat järjestyneet eri tavoin. Kupariatomien massa on suurempi, eli ne ovat raskaampia kuin alumiiniatomit. Lisäksi ne ovat pienempiä, joten niitä mahtuu enemmän samaan tilaan. Jos otamme yhtä painavat palat kuparia ja alumiinia, alumiinipala on suurempi.

Sen välillä, kuinka paljon erilaiset materiaalit ja aineet painavat ja kuinka paljon tilaa ne vievät, on suhde. Se kuvaa kuinka paljon MASSAA mahtuu tiettyyn TILAVUUTEEN. Sitä kutsutaan TIHEYDEKSI. Aineen tiheyden selvittämiseksi meidän täytyy tietää sen massa ja tilavuus. Otetaan noppa.

Me voimme mitata sen massan käyttäen vaakaa. Esittääksemme mitattuja arvoja fysiikassa, käytämme kansainvälistä yksikköjen järjestelmää - niin kutsuttua SI-järjestelmää. Massan SI-yksikkö on kilogramma. Voimme mitata tilavuutta monin tavoin. Joillekin esineille, kuten tälle nopalle, voimme laskea tilavuuden helposti niiden muodosta.

Nopan tilavuus on yhtä kuin sen pituus kerrottuna sen leveydellä ja korkeudella. Voimme myös mitata tilavuuden upottamalla esineen NESTEESEEN, kuten veteen. Kun tiputat esineen veteen, pinnan taso nousee. Määrä, jonka vesi nousee, on yhtä kuin esineen tilavuus. Tällä tavalla mitatessa käytetään UPPOUMAA kiinteän esineen tilavuuden selvittämiseen.

Tilavuuden SI-yksikkö on kuutiometri. Joten tiheyden SI-yksikkö on kilogrammaa per kuutiometri. Toinen yleinen yksikkö ilmoittamaan tiheyttä on grammaa per kuutiosenttimetri. 1 gramma per kuutiosenttimetri on yhtä kuin tuhat kilogrammaa per kuutiometri. Mitä yhteistä epäilisit olevan tällä terässillalla ja tällä teräspultilla?

Ne on tehty samasta materiaalista, joten sillalla on sama tiheys kuin pultilla, joita siihen on käytetty! Samoissa olosuhteissa tiheys pysyy samana samalle materiaalille riippumatta asian koosta. Tiheys on aineelle vakio-olosuhteissa TYYPILLINEN OMINAISUUS. Tiheyskin voi kuitenkin muuttua, mikäli muutamme olosuhteita, kuten lämpötilaa tai painetta. Jos kasvatamme painetta, hiukkaset puristuvat yhteen.

Ne vievät vähemmän tilaa, mutta niiden massa ei muutu, joten tiheys kasvaa. Jos me lisäämme lämpötilaa, hiukkaset liikkuvat nopeammin ja siirtyvät kauemmaksi toisistaan. Tilavuus kasvaa, mutta niiden massa pysyy samana. Tiheys pienenee. Tämän ansiosta kuumailmapallot voivat lentää!

Nesteissä ja kaasuissa aineet, joilla on pienempi tiheys, kelluvat, ja suurempitiheyksiset uppoavat. Jos lämmitämme ilmaa kuumailmapallon pussin sisällä, sen tiheys laskee pienemmäksi kuin ulkopuolella olevan ilman. Kuuma ilma leijuu ylös ja nostaa pallon kiitos tiheyden erojen!