Mätningar: Densitet

De här två kuberna är gjorda av olika material. Den ena är av aluminium och den andra av koppar. De har båda samma storlek. Tror du att de väger lika mycket också? Vi kollar!

Koppar är tyngre än aluminium! Koppar och aluminium kuber är gjorda av olika atomer som har olika storlek, olika massa och är ordnade på olika sätt. Kopparatomer har en högre atommassa, så de är tyngre än aluminiumatomer. Samtidigt är de mindre, så det får plats fler av dem på samma ställe. Om vi tar en bit koppar och en bit aluminium som väger lika mycket, kommer aluminiumbiten att vara större.

Det finns ett förhållande mellan hur mycket olika material och ämnen väger och hur mycket plats de tar. Det beskriver hur mycket MASSA som får plats i en bestämd VOLYM-enhet. Det kallas DENSITET. För att få reda på vad densiteten av ett ämne är, behöver vi veta dess massa och volym. Vi tar en tärning.

Man kan mäta dess massa genom att använda en våg. För att uttrycka mätvärden i fysik, använder vi det internationella måttenhetssystemet – så kallade SI-enheter. SI-enheten för massa är ett kilogram. Vi kan mäta volym på olika sätt. För en del föremål, som den här tärningen, kan vi enkelt beräkna volymen genom dess form.

Tärningens volym är lika med dess längd multiplicerad med dess bredd och dess höjd. Vi kan också mäta volymen genom att sänka ner föremålet i en VÄTSKA, som vatten. När man sänker ner ett föremål i vatten, kommer nivån att stiga. Mängden som vattnet stiger med är lika med volymen på objektet. Den här metoden använder UNDANTRÄNGNING AV VÄTSKA för att mäta volymen av ett fast föremål.

SI-enheten för volym är en kubikmeter. Så SI-enheten för densitet är kilogram per kubikmeter. En annan vanlig enhet som används för att uttrycka densitet är gram per kubikcentimeter. 1 gram per kubikcentimeter är lika med ett tusen kilogram per kubikmeter. Så, vad tror du att den här stålbron och den här stålbulten har gemensamt?

De är gjorda av samma material, så bron har samma densitet som bultarna som användes för att bygga den! Under samma förhållanden, förblir densiteten den samma för samma material, oavsett storlek. Densitet är en KARAKTERISTISK EGENSKAP hos ett ämne. Men, densiteten kan ändras om vi ändrar förhållandena såsom temperatur eller tryck. Om vi ökar trycket, trycks partiklarna samman.

De tar mindre plats, men deras massa ändras inte, så densiteten ökar. Om vi ökar temperaturen, rör sig partiklarna snabbare och flyttar sig längre från varandra. Volymen ökar men deras massa består. Densiteten minskar. Det är därför som varmluftsballonger kan flyga!

I vätskor eller gaser, flyter ämnen med lägre densitet, och de med högre densitet sjunker. Om man värmer upp luften inuti ballongens hölje, blir dess densitet lägre än luften utanför. Den varma luften svävar upp och lyfter ballongen tack vare skillnaden i densitet!