Tiheysesimerkkejä arkielämästä

Density of any substance is mass per unit volume. This concept is able to explain some phenomenan that occur around us. Learn about few density examples in this article.

Tiheys on termi, jota käytämme jokapäiväisessä elämässä. Sanaa tiheys ei aina käytetä tieteellisessä mielessä niin kuin fysiikassa ja kemiassa. Jos esimerkiksi metsässä on liikaa puita ja ne ovat lähellä toisiaan, sanomme, että metsä on tiheä. Samoin autojen parkkipaikka voi olla tiheä tai vähemmän tiheä riippuen siitä, kuinka monta autoa sinne on pysäköity.
Tieteellisestä näkökulmasta tiheyden käsite on taas hyvin tärkeä. Sitä käytetään erilaisissa fysiikan ja kemian kokeissa, joissa tarvitaan aineen tiheyden tarkkaa mittaamista tarvittavien laskelmien suorittamiseksi.
Tiheyden kaavasta, jos meillä on tieto aineen massasta ja tilavuudesta, voimme helposti laskea sen tiheyden, sillä tiheyttä puolustetaan massana tilavuusyksikköä kohti.
Tässä artikkelissa emme puutu siihen, miten tiheys löydetään ja miten tiheys lasketaan. Tässä tarkastelemme pikemminkin tiheysesimerkkejä, joissa olemme soveltaneet tiheyden käsitettä selittämään jotakin ilmiötä ympärillämme.
Minkä tahansa aineen tiheys riippuu myös sen lämpötilasta, esimerkiksi jos kuumennamme rautaa jatkuvasti, se voi muuttaa tilaansa. Tarvitaan erittäin korkeita lämpötiloja, jotta rauta muuttuu kiinteästä nesteeksi. Nyt kun rauta muuttuu kiinteästä nesteeksi, myös sen tiheys muuttuu lämpötilan noustessa. Aineen lämpötilan nousu johtaa siis yleensä sen tiheyden pienenemiseen, ja tiheyden pieneneminen johtaa tilavuuden kasvuun.
Tiheyteen vaikuttaa myös paine, ja tämä riippuvuus on voimakkainta kaasumaisissa tiloissa. Kun lisäämme painetta vaikkapa säiliössä olevaan kaasuun, sen tilavuus pienenee, jolloin sen tilavuus pienenee.
Tiheyserolla on syvällisiä vaikutuksia ympäröivän maailman ilmiöihin. Esimerkkinä mainittakoon Intian monsuuni. Tiedämme, että konvektioprosessi on vastuussa monsuunien esiintymisestä. Kyse on kuitenkin maanpinnan ja vesistöjen yli kulkevan ilman lämpötila- ja tiheysominaisuuksien erosta.
Alhaalla on joitakin esimerkkejä tiheydestä.

Öljyn ja veden tiheyden selitys

Oletko koskaan kokeillut sekoittaa öljyä veteen? Jos yrität sekoittaa niitä, niin tiheämpi putoaa pohjalle ja kevyempi kelluu tiheämmän nesteen yläpuolella.
Oljyn ja veden tapauksessa öljy kelluu veden yläpuolella, kun yritämme sekoittaa niitä.
Tämä tapahtuu, koska veden tiheys on $\text{1gm/c}{{{\text{m}}}^{3}}}$, joka on suurempi kuin öljyn. (kasviöljyn tiheys on 0,93 $\text{gm/c}{{\text{m}}}^{3}}}$)
Johtuen siitä, että öljy ei liukene veteen, se mahdollistaa puhdistukset suurten öljyvuotojen jälkeen merivedessä. Tällaiseen puhdistusjärjestelmään kuuluu öljyn pintakerroksen kaapiminen tai kuoriminen pois meren pinnalta.
Toinen tällainen esimerkki voidaan nähdä salaatinkastikkeessa, jossa öljy ja etikka eivät sekoitu keskenään, koska etikka on tiheämpää kuin öljy.

Miksi heliumpallot leijuvat ilmassa?

Olet ehkä nähnyt kaupustelijoita, jotka myyvät ilmassa leijuvia ilmapalloja. Nyt kysymys kuuluu, mikä saa nämä ilmapallot leijumaan ilmassa. Kun ilmapallot täytämme ilmalla pumpun avulla ei leiju ilmassa. Vastaus löytyy ilmapallojen täyttämiseen käytetyn aineen tiheyserosta.
Ilmassa leijuva ilmapallo on täytetty helium-nimisellä kaasulla. Siksi näitä ilmapalloja kutsutaan myös heliumilmapalloiksi. Nyt tämä heliumkaasu on vähemmän tiheää kuin sitä ympäröivä ilma. Tämä ero on heliumin tiheys. kaasu ja ilma sen ympärillä saavat sen leijumaan ilmassa.
Yksi sivuhuomautus:- Ympärillämme oleva ilma koostuu typpi- ja happimolekyyleistä, jotka ovat raskaita verrattuna heliummolekyyleihin. Vety on jopa kevyempää kuin helium, mutta emme täytä ilmapalloja vedyllä, koska se on erittäin helposti syttyvää.

Kelluvat jääkuutiot vedessä

Juodessasi kylmiä juomia, joissa on jäätä, olet varmasti huomannut, että jääkuutiot kelluvat. Jos laitat jäätä vedellä täytetyn lasin sisälle, niin voit huomata, että jääkuutiot kelluvat vedessä. Tämä johtuu siitä, että vesi on yksi harvoista aineista, joka on nestemäisessä olomuodossaan kevyesti tiheämpää kuin kiinteässä olomuodossaan, joka on jää.

Jäävuoret kelluvat merivedessä

Olemme jo todenneet, että lämpötilan laskiessa jää kelluu vedessä. Myös jäävuoret kelluvat meressä.
Jäävuoret koostuvat makeasta vedestä, ja ne sisältävät myös paljon ilmaa. Niiden sisään on jäänyt ilmakuplia. Valtameret, kuten kaikki tiedämme, ovat suolaisia ja niiden tiheys on hieman suurempi kuin makean veden. Tästä syystä jäätyneet ja makeasta vedestä koostuvat jäävuoret kelluvat.