Zastanawiasz się, która substancja z kilku podanych będzie pływać po wodzie? To zależy od jednej kluczowej cechy: gęstości.
Co to jest gęstość?
Gęstość to miara tego, ile "materii" jest upakowane w danej objętości. Mówiąc prościej, to stosunek masy do objętości.
Pomyśl o tym w ten sposób: masz dwie kostki. Jedna jest z drewna, a druga z żelaza. Obie mają identyczny rozmiar (objętość).
Jednak kostka żelaza jest dużo cięższa. To znaczy, że żelazo ma większą gęstość niż drewno.
Wzór na gęstość to: gęstość = masa / objętość.
Jednostki gęstości
Najczęściej gęstość wyraża się w gramach na centymetr sześcienny (g/cm³) lub kilogramach na metr sześcienny (kg/m³).
Dlaczego niektóre rzeczy pływają, a inne toną?
To znowu kwestia gęstości. Obiekt będzie pływał w wodzie, jeśli jego gęstość jest mniejsza niż gęstość wody.
Jeśli gęstość obiektu jest większa niż gęstość wody, to obiekt zatonie.
A co jeśli gęstość obiektu jest równa gęstości wody? Wtedy obiekt będzie zawieszony w wodzie, ani nie tonąc, ani nie pływając na powierzchni.
Gęstość wody
Gęstość czystej wody wynosi około 1 g/cm³ (przy 4°C). Warto pamiętać, że gęstość wody może się nieznacznie zmieniać w zależności od temperatury i zasolenia.
Jak określić, która substancja pływa?
Aby określić, która z substancji 1, 2, 3 i 4 pływa po powierzchni wody, musimy znać ich gęstości.
Załóżmy, że mamy następujące dane:
- Substancja 1: gęstość = 0.8 g/cm³
- Substancja 2: gęstość = 1.2 g/cm³
- Substancja 3: gęstość = 1.0 g/cm³
- Substancja 4: gęstość = 0.5 g/cm³
Teraz porównujemy gęstości każdej substancji z gęstością wody (1 g/cm³):
- Substancja 1 (0.8 g/cm³) jest mniej gęsta niż woda, więc będzie pływać.
- Substancja 2 (1.2 g/cm³) jest bardziej gęsta niż woda, więc zatonie.
- Substancja 3 (1.0 g/cm³) ma taką samą gęstość jak woda, więc będzie zawieszona.
- Substancja 4 (0.5 g/cm³) jest mniej gęsta niż woda, więc będzie pływać.
Zatem substancje 1 i 4 będą pływać po powierzchni wody.
Przykłady z życia codziennego
- Olej: Olej kuchenny ma mniejszą gęstość niż woda, dlatego tworzy warstwę na powierzchni wody w sałatce.
- Lód: Lód jest mniej gęsty niż woda (dlatego zamarznięte jezioro ma lód na powierzchni). To dlatego, że woda rozszerza się podczas zamarzania, co powoduje spadek gęstości.
- Kamień: Kamień ma większą gęstość niż woda, dlatego tonie na dnie rzeki.
- Statek: Stal, z której zbudowany jest statek, ma większą gęstość niż woda. Jednak statek jest zaprojektowany tak, aby jego średnia gęstość (uwzględniając powietrze wewnątrz) była mniejsza niż gęstość wody. Dlatego statek pływa.
- Drewno: Większość rodzajów drewna ma mniejszą gęstość niż woda, dlatego drewniane kłody pływają.
Czynniki wpływające na gęstość
Kilka czynników może wpływać na gęstość substancji:
- Temperatura: Zwykle, gdy temperatura wzrasta, gęstość maleje (ponieważ substancja się rozszerza). Wyjątkiem jest woda w temperaturach bliskich 0°C.
- Ciśnienie: Zwiększenie ciśnienia zwykle zwiększa gęstość (ponieważ substancja jest bardziej skompresowana).
- Zasolenie (w przypadku wody): Woda słona jest gęstsza niż woda słodka. Dlatego łatwiej jest pływać w Morzu Martwym, które ma bardzo wysokie zasolenie.
- Skład: Różne substancje mają różne gęstości. Na przykład, żelazo jest bardziej gęste niż aluminium.
Podsumowanie
Aby określić, która substancja pływa po wodzie, porównaj jej gęstość z gęstością wody (około 1 g/cm³). Substancje o gęstości mniejszej niż 1 g/cm³ będą pływać. Substancje o gęstości większej niż 1 g/cm³ zatoną. Substancje o gęstości równej 1 g/cm³ będą zawieszone.
Pamiętaj o czynnikach, które mogą wpływać na gęstość, takich jak temperatura i zasolenie.
Mam nadzieję, że teraz lepiej rozumiesz, dlaczego niektóre rzeczy pływają, a inne toną! Powodzenia w dalszej nauce!
