Egenskaper av lav tetthet

Når Arkimedes helte vann ut av et basseng og innså at mengden av vann fordrevne var lik i volum til plassen okkupert av kroppen hans, det førte ham definere tetthet, en av de fysiske egenskapene til saken. Tetthet er forholdet mellom et objekt masse til dens volum. Det er et svært viktig begrep i fysikk som forklarer noen av de relasjoner av ulike former for materie.

relativ Vekt

En egenskap av stoffer med lav tetthet, er at de er forholdsvis lettere i vekt enn et tilsvarende volum av en av en høyere tetthet. Tetthet beregnes ved masse dividert med volumet, og er vanligvis uttrykkes i gram per milliliter (g / ml) eller gram per kubikkcentimeter (g / cm ^ 3). En generelt akseptert beregnede verdi for tettheten av fjær er 0,0025 g / cm ^ 3, mens den beregnede verdi for en murstein er 1,84 g / cm ^ 3. Av disse figurer kan det sees at klossene er mye mer tett enn fjær; det vil si: en identisk volum av stein vil være mye tyngre enn den av fjær.

relativ Volume

En relatert egenskap ved en lav tetthet stoff er at det vil kreve forholdsvis mer volum enn det som kreves for en tilsvarende masse med høyere tetthet. Ofte masse og vekt brukes om hverandre, men de er ikke den samme. Mass er mengden av materie et objekt inneholder, mens vekten er et mål på gravitasjonskreftene på masse. Et objekt fjernet fra jordens gravitasjonskraft til en vektløs tilstand i verdensrommet har fortsatt den samme masse. Gjenstander av høy tetthet pakke en masse lik den til et element med lav tetthet til en mye mindre pakke. Bruk av fjær og murstein eksempel vil et tonn av enten stoffet har samme masse, men fjærene vil kreve mye mer plass.

oppdrift

Oppdrift er en viktig egenskap ved materialer med lav tetthet. Tettheten av et objekt er ofte sammenlignet med tettheten av vann, som er 1,0 g / cm ^ 3. Objekter som er tettere enn vann vil synke, mens de som er mindre tett vil flyte. En murstein, for eksempel, vil raskt synke; en fjær, som er mye mindre tett, vil flyte.

gasser

Gasser tar ingen bestemt form eller form, men de har tetthet. Det tetthetsmåling av en gass er generelt uttrykt som kg per kubikkmeter (kg / m ^ 3). Luft ved 20 ° C har en densitet på 1.205 kg / m ^ 3; rent oksygen, noe som er meget brennbare, har en densitet på 1,331 kg / m ^ 3 og fortrenger og synke under luft. Helium tetthet er 0.1664 kg / m ^ 3 --much mindre enn luft - noe som gjør det til et godt stoff å fylle ballonger. Forståelse tettheter av gasser er meget viktig, da farlige gasser har forskjellige egenskaper. Tettheten av karbonmonoksyd ved 1,165 kg / m ^ 3 er meget nær til luft, og er for treg til å stige og spre, mens naturgass ved 0,7 kg / m ^ 3 vil raskt stige i et lukket rom og kan voldsomt eksplodere når et overliggende lys er tent.

Effekt av temperatur

Mest saken utvides når det varmes opp; Dette øker volumet mens massen forblir den samme, og dermed redusere tettheten. Dette er klart vist ved oppvarming en hytte i løpet av en kald vinter. Varmen fører til luftmolekylene til å utvide, som krever mer volum og blir mindre tett. Den mindre tett oppvarmede luften stiger lage topp køyer varm og koselig, mens den nederste køya er beboer strekker seg etter flere tepper. Et annet eksempel er en varmluftsballong; piloten varmer opp luften inne i ballongen som forårsaker den til å ekspandere og redusere den gjennomsnittlige tetthet. Når ballongen største tetthet er mindre enn den omgivende luft, det ballong gevinster oppdrift og stiger. Piloten fjernes varmekilden - slik at luften inne i ballongen til å avkjøle - som øker dens densitet og fører til at ballongen til å synke.