Hustota
Podle látky, která těleso tvoří, rozlišujeme dva druhy těles. Stejnorodá (homogenní) tělesa jsou tělesa složená z jedné jediné látky (např. kovový klíč, hrnek) bez dutin. Pokud těleso není stejnorodé, označujeme ho jako nestejnorodé (heterogenní).
Při porovnávání různých látek můžeme změřit jejich hmotnost při stejném objemu. Touto hodnotou bychom se dostali k hustotě.
Hustota je fyzikální veličina, označujeme ji ρ (rho) $ρ=m/V$ . Její základní jednotkou je kilogram na krychlový metr (kg/m3). Používá se i gram na krychlový centimetr (g/cm3).
Jak vidíme ze vzorců, hustota se dá vypočítat, pokud známe hmotnost a objem tělesa. Ze vzorce dokážeme odvodit výpočet objemu nebo hmotnosti, pokud známe ostatní veličiny.
Hustotu látky lze ovlivnit snížením či zvýšením teploty nebo tlaku nebo přidáním jiných látek. U všech běžných látek všech skupenství se při zvyšování teploty objem zvětšuje, při ochlazování zmenšuje.
Tohoto jevu využívá např. teploměr, rtuť při růstu teploty zvětšuje svůj objem a stoupá ve skleněné trubičce nahoru.
Při výpočtu hustoty je dobré si pamatovat, že 1 m3 má 1000 l. Také že 1 dm3 je jeden litr a jeden cm3 je 1 ml. A pokud je udávaná hustota látky např. 2500 kg/m3, znamená to, že 1 litr látky má hmotnost 2.5 kg.
Příklad:
Pokud je hustota látky 1500 kg/m3, jakou hmotnost má krychle o objemu 30 l?
U kapalin hustotu měříme tzv. hustoměrem. Je to ponorné těleso většinou ve tvaru baňky s vystupující stopkou, ve které je umístěna stupnice udávající naměřenou hustotu kapaliny. K měření je ale nutné větší množství kapaliny, protože hustoměr se musí volně vznášet a nedotýkat se stěn nebo dna nádoby. Čím hlouběji se ponoří, tím má kapalina nižší hustotu, např. na obrázku dole můžeme vidět vodu a olej, přičemž olej má nižší hustotu.
Další způsob jak změřit hustotu je založen na výpočtu, přičemž potřebujeme objem a hmotnost. Hmotnost získáme přesně z váhy, ale objem může být problematický, protože odměrné válce vyžadují určitou zkušenost (odečet často závisí na úhlu pohledu, zakřivení válce a hladiny také opticky zkresluje stupnici). Proto k získání přesně stanoveného objemu slouží tzv. pyknometr. Je to uzavíratelná nádoba, která má přesně stanovený objem, např. 10 ml. Když ho zvážime prázdný i se zátkou, váží 400 g. Při pokusu určit hustotu ho po horní okraj naplníme měřenou kapalinou, pak vložíme nahoru zátku, která je speciální tím, že má uprostřed kapiláru (tenkou trubičku). Zátka naléhá na hladinu kapaliny a proto se trubička naplní. Určité množství kapaliny (nad 10 ml) poté kapilárou vyteče (musíme ho z povrchu pyknometru setřít hadrem) a po vytečení a setření máme jistotu, že v pyknometru je přesný, dopředu známý objem a můžeme ho zvážit. Následně hustotu dopočítáme.
Pokud by 10 ml vážilo 409 g, přičemž pyknometr má 400, na 10 ml kapaliny připadá 9 g hmotnosti:
Hustota měřené kapaliny je 900 kg/m3.
Hustoty jednotlivých látek jsou uvedené v MFCH tabulkách (Matematické, fyzikální a chemické tabulky). Např. zlato má hustotu 19320 kg/m3, železo 7870 kg/m3 a voda 998 kg/m3.
To také znamená, že krychle zlata by byla těžší než krychle železa stejného objemu a obě by byly těžší než stejný objem vody. Nebo také, že 1 kg zlata by měl menší objem než 1 kg železa.
