Jedną z ważnych właściwości obiektu jest gęstość, czyli gęstośćnya. Fajnym terminem jest gęstość. Gęstość to stosunek masy do objętości substancji. Matematycznie zapisujemy to tak:
ρ = m/V
(ρ, czytane jako „rho”) to grecka litera powszechnie używana do wyrażania gęstości, m to masa, a V to objętość.
Międzynarodowy układ jednostek gęstość to kilogramy na metr sześcienny (kg/m3). W przypadku jednostek CGS, czyli centymetrów, gramów i sekund, jednostka gęstości jest wyrażana w gramach na centymetr sześcienny (gr/cm3).
Poniżej przedstawiono dane dotyczące gęstości kilku obiektów.
Gęstość obiektu podana w powyższej tabeli jest gęstością obiektu w temperaturze 0°C.o C i ciśnienie 1 atm (atm = jednostka ciśnienia)
Gęstość powietrza i cieczy
Gęstość cieczy różni się od gęstości ciała stałego. Żelazo lub drewno mają tę samą gęstość w każdej części. To różni się od płynów, takich jak powietrze lub woda. Im wyżej powietrze znajduje się nad poziomem morza, tym mniejsza jest jego gęstość. Dzieje się tak, ponieważ siła grawitacji maleje wraz z wysokością. Im wyżej się wznosisz, tym mniejsza jest siła grawitacji, więc ilość zasysanego powietrza również się zmniejsza. Ilość powietrza w pobliżu poziomu morza jest większa niż ilość powietrza na szczycie góry. W tej samej przestrzeni lub objętości powietrze w pobliżu morza ma większą masę, a zatem większą gęstość. I odwrotnie, powietrze na szczycie góry ma mniejszą masę, a zatem mniejszą gęstość. Im dalej od poziomu morza, tym mniejsza gęstość powietrza.
A co z gęstością wody, na przykład wody morskiej? Powietrze składa się z oddzielnych, ruchomych atomów lub cząsteczek, więc na ilość powietrza w dużym stopniu wpływa siła przyciągającej je siły grawitacji. Z drugiej strony, cząsteczki wody nie występują samodzielnie i nie są od siebie oddzielone; są ze sobą powiązane i nie poruszają się swobodnie. Dlatego liczba cząsteczek wody na powierzchni morza niewiele różni się od liczby cząsteczek wody na dnie morskim. Zatem gęstość wody morskiej na powierzchni jest prawie taka sama jak gęstość wody morskiej na dnie morskim, mimo że wysokość jest inna.
Wpływ zmian temperatury i objętości na gęstość płynów
Każdy obiekt rozszerza się (zwiększa objętość), jeśli jego temperatura wzrasta i kurczy się (zmniejsza objętość), jeśli jego temperatura spada. Wyjątkiem jest woda o temperaturze 0 o C–4 o C. Poniższe przykłady to wyjaśniają. Czy kiedykolwiek doświadczyłeś sytuacji, w której koło zaparkowanego motocykla stało się płaskie, mimo że nie było wycieku? Koło motocykla stało się płaskie, ponieważ objętość powietrza wewnątrz koła zmniejszyła się. Objętość powietrza zmniejszyła się, ponieważ spadła temperatura powietrza. Dzieje się tak, gdy temperatura powietrza jest bardzo niska. Inny przykład. Nadmuchaj gumowy balon, aż się rozszerzy, a następnie zawiąż jego szyjkę, aby powietrze nie uciekało. Wysusz balon w gorącym miejscu. Zaobserwuj, co stanie się z balonem! Balon pęknie, ponieważ objętość powietrza wewnątrz balonu zwiększy się z powodu wzrostu temperatury powietrza. Elastyczność gumy nie jest w stanie wytrzymać rozszerzania się powietrza, więc balon pęknie.
Dwa powyższe przykłady pokazują, że objętość płynu, niezależnie od tego, czy jest to ciecz, czy gaz, może się zmieniać pod wpływem zmiany temperatury. Masa powietrza wewnątrz zamkniętego koła lub balonu pozostaje stała; zmienia się jedynie objętość. Zmiany objętości powodują zmianę gęstości powietrza.
