Hustota látky

Hustota je množstvo hmotnosti, ktoré sa nachádza v danom objeme látky. Popisuje, ako „tesne" sú usporiadané častice v látke, a vysvetľuje, prečo niektoré predmety plávajú a iné sa potápajú.

Definícia hustoty

Hustota vyjadruje, koľko hmotnosti sa nachádza v určitom objeme:

$\rho = \frac{m}{V}$

kde:

$\rho$ = hustota (kg/m³ alebo g/cm³)
$m$ = hmotnosť (kg alebo g)
$V$ = objem (m³ alebo cm³)

Skupenstvá a hustota

Hustota súvisí s tým, ako blízko pri sebe sú usporiadané častice:

Skupenstvo	Usporiadanie	Typická hustota
Pevná	Tesné, pravidelné	Vysoká
Kvapalná	Menej tesné, náhodné	Stredná
Plynná	Ďaleko od seba, voľné	Veľmi nízka

Poznámka

Voda je výnimkou: jej ľad má menšiu hustotu ako kvapalná voda. Preto ľad pláva na povrchu vody – čo je veľmi dôležité pre prežitie vodných živočíchov v zime.

Plávanie a potápanie

Predmet pláva, ak je jeho hustota menšia ako hustota kvapaliny. Ak je hustota väčšia, predmet sa potápa.

Hustota predmetu vs. hustota kvapaliny	Výsledok
Menšia	Pláva
Rovnaká	Vznáša sa
Väčšia	Potápa sa

Príklady:

Drevo (~ 0,5–0,9 g/cm³) < Voda (1,0 g/cm³) → pláva
Železo (~ 7,8 g/cm³) > Voda → potápa sa
Olej (~ 0,9 g/cm³) < Voda → pláva na povrchu vody

Meranie hustoty

Zmerata hmotnosť predmetu na váhe
Zistite jeho objem (napr. ponorte do odmerného valca a odčítajte zdvihnutie hladiny)
Vypočítajte hustotu: $\rho = m / V$

Prax: Ľad pláva v oceáne

Ľadovce plávajú, pretože ľad (0,92 g/cm³) má nižšiu hustotu ako morská voda (~1,03 g/cm³). Asi 90 % ľadovca je pod hladinou. Táto neobvyklá vlastnosť vody — byť menej hustá ako ľad — je dôležitá pre vodné živočíchy: ľad sa tvorí na povrchu a izoluje kvapalinu pod ním.

Prax: Teplovzdušné balóny

Keď sa vzduch vo vnútri teplovzdušného balóna zahreje, roztiahne sa a stane sa menej hustým ako chladnejší vonkajší vzduch. Pretože celková hustota balóna (koš + obálka + horúci vzduch) je menšia ako okolitý vzduch, balón stúpa hore.

Prax: Oceľové lode, ktoré plávajú

Masívny kus ocele sa potápa vo vode (hustota 7,9 g/cm³ vs. voda 1,0 g/cm³). Oceľová loď pláva, pretože jej trup je dutý — naplnený vzduchom. Priemerná hustota lode (oceľ + vzduch) je menšia ako voda. Ak sa trup naplní vodou, hustota sa zvýši a loď sa potopí.

Tip

Kde to vidíš v reálnom živote? Olej pláva na vode, pretože je menej hustý. Ľad pláva v nápoji. Horúci vzduch stúpa ku stropu miestnosti. Toto všetko sú rozdiely hustôt v každodennom živote.