Kako pojmiti gustoću tvari

Što je gustoća tvari?

Znamo kako svaka stvar na ovoj zemlji ima svoju gustoću. Da sada u ruke uzmete komad drva i cigle koji su iste veličine, primijetili bi kako je cigla teža od drva. Ovo znači da sama cigla ima veću težinu od komada drveta i da će ju zemlja prvivući većom silom. Jednostavnije, količina same materije koja se nalazi u cigli je puno veća od one u drvetu. Iako određene stvari na prvu izgledaju isto, njihova gustoća će biti drugačija - ovisno o materijalu.

Što je gustoća tvari? Uzmimo za primjer kocku leda i kocku zlata. Kocka zlata je u ovome primjeru do 20 x teža od kocke leda iste veličine. Razlog? Gustoća tvari. Težina kao i lakoća određene tvari određuje se prema obujmu koji se naziva gustoća. Gustoća ovisi o tome koliko su gusto molekule složene u određenoj tvari. Teže tvari imaju veću gustoću, no gustoća se isto tako može oduzeti ili nadodati - ovisno o materijalu. To možemo vidjeti u svakodnevnim primjerima kada nešto popunimo, u primjeru - zdjelu s voćem. Zdjela je sada dobila na težini radi prisustva voća.

Kako se određuje gustoća tvari?

Potrebno je naglasiti kako jednake težine različitih materijala mogu zapravo imati različite obujme. Kada bi probali na vagu staviti jedan kilogram željeza i jedan kilogram šećera, vidjeli bi kako je kilogram stavljenog šećera zapravo veći od željeza. Kako? Šećer ipak ima manju gustoću od samog željeza. Gustoća tvari može se primijetiti i u prirodnom svijetu. Santa leda je stvorena od vode, stoga ona ima manju gustoću od vode i može plutati istom. Kako se određuje gustoća tvari?

Gustoća se prema definiciji jasno opisuje kao fizikalna veličina koja se odredila kao količnik mase i obujma tijela ili neke kemijske tvari. Formula bi glasila: p=m/V. Isto vrijedi i za prosječnu gustoću nekog materijala u svom volumenu koji sadrži pojedinu masu, to će opisati kolika je zapravo masa neke tvari sadržana u samoj jedinici svog volumena. Kaže se da što je masa veća, samo tijelo će biti gušće. Ako neki volumen razdijelimo u nešto sitnije dijelove, i izračunamo njihovu prosječnu gustoću, tada možemo dobiti razne vrijednosti. Ovo znači da neki dijelovi mogu biti gušći a neki rjeđi. Sama gustoća se uvijek računa u sredini nekog tijela.

Kada je otkrivena gustoća tvari?

Postoji zanimljiva priča kako je Arhimed otkrio da je zlatna kruna koju je nosio kralj Hieron drugi zapravo lažna i da nije od čistog zlata. Kada je kruna koja je bila u obliku lovorovog vijenca napravljena, od Arhimeda se zatražilo da provjeri da li je ona zaista od čistog zlata ili ne. Pošto se sama kruna nije smjela oštetiti, zadatak se činio nemogućim. Nakon što je sjeo u svoju kadu na kupanje, Arhimed je primijetio kako se nivo vode podigao kada se njegovo tijelo uronilo. Zapanjen tom činjenicom, Arhimed je bio uvjeren da se na ovaj način može odrediti gustoća tvari. Podijelio je masu krune s obujmom kako bi dobio izračun gustoće metala koji je prisutan u kruni.

Ako je gustoća manja od gustoće zlata, to znači da je u krunu dodano još i srebro. Nakon što je pronašao rješenje, dogodio se slavni uzvik "Eureka"! Zbog manjeg obujma same zlatne krune praktički bi bilo veoma teško izmjeriti porast nivoa vode koja je istisnuta u posudi, no sami princip hidrostatskog tlaka ili Arhimedovog zakona opisan je u raspravi zvana "O plutajućim tijelima". Gustoća tvari opisala se na sljedeći način: Masa istisnute tekućine biti će proporcionalna njenom obujmu. Ovo znači da ako dva tijela imaju istu masu i razni obujam, kada se urone u tekućinu ono tijelo koje ima veći obujam istisnut će više tekućine.