Aine tihedus

Igal kehal on kindel mass ja ruumala. Kui võrdleme ühe ja sama ruumalaga, kuid erinevast ainest kehi, avastame, et nad on erineva massiga.

Võrdleme ühesuguse ruumalaga 1 cm³ korgi- ja tinatükki. Mõõtes nende massi, saame, et korgitüki mass on 0,25 g ja tinatüki mass on 7,3 g. Selle erinevuse iseloomustamiseks räägitakse aine tihedusest, mis näitab kui suur on selle aine ruumalaühiku mass.

Korgi korral saime, et ühe kuupsenti­meetri mass on 0,25 g, järelikult on korgi tihedus 0,25 $\[ \frac{\text{g}}{{\text{cm}}^{\text{3}}} \]$ (loe: grammi kuup­senti­meetri kohta) ja analoogiliselt on tina tihedus 7,3 $\[ \frac{\text{g}}{{\text{cm}}^{\text{3}}} \]$.

Põhiühikutes 1 kg ja 1 m on tiheduse ühikuks 1 $\[ \frac{\text{kg}}{{\text{m}}^{\text{3}}} \]$ (loe: üks kilogramm kuupmeetri kohta). Laboratooriumis, kus ainekogused on väikesed, väljendatakse aine tihedust grammides kuup­senti­meetri kohta (1 $\[ \frac{\text{g}}{{\text{cm}}^{\text{3}}} \]$).

Tiheduse tähiseks on kreeka täht ϱ (roo). Tina tiheduse saame lühemalt üles kirjutada nii: ${\varrho }_{\text{tina}}=\mathrm{7,3}\frac{\text{g}}{{\text{cm}}^{\text{3}}}$.

Anu on füüsika- ja keemiahuviline. Ta otsustas mõõta endale sünni puhul kingitud hõbelusika tiheduse ja võrrelda seda teatme­teostes antud hõbeda tihedusega 10,5 $\[ \frac{\text{g}}{{\text{cm}}^{\text{3}}} \]$.

Anu teadis, et aine tihedust arvutatakse nii:

Keha aine tiheduse arvutamiseks tuleb seega mõõta keha mass ja ruumala.

Anu sai kaalumisel lusika massiks 18 g.

Seejärel määras Anu lusika ruumala sukeldamis­meetodil. Lusika ruumalaks sai Anu 1,7 ml. Kuna 1 ml = 1 cm³, siis on lusika ruumala 1,7 cm³.

Anu arvutas hõbelusika tiheduse: $\varrho =\frac{18\text{g}}{\mathrm{1,7}{\mathrm{cm}}^3}\approx \mathrm{10,6}\frac{\text{g}}{{\text{cm}}^{\text{3}}}$.

Tulemus erineb teatmeteose andmetest vähe (0,1 $\[ \frac{\text{g}}{{\text{cm}}^{\text{3}}} \]$). Anu otsustas, et erinevus tuleneb tema kasutatud mõõte­riistade ebatäpsusest.

Kui keha koosneb ainult ühest ainest, saab selle aine tihedust teades määrata keha ruumala. Teades keha aine tihedust ja mõõtes keha massi, saame ruumala arvutada, jagades massi tihedusega:

$\[ V=\frac{m}{\varrho } \]$.

Niimoodi on tihti lihtsam ruumala määrata kui ruumala otseselt mõõtes.

1. Ainete A, B ja C tihedused on
   ​${\varrho }_{\text{A}}=1000\frac{\text{kg}}{{\text{m}}^{\text{3}}}\text{;}$ ${\varrho }_{\text{B}}=\mathrm{7,8}\frac{\text{kg}}{{\text{dm}}^{\text{3}}}\text{;}$ ​${\varrho }_{\text{C}}=\mathrm{2,7}\frac{\text{g}}{{\text{cm}}^{\text{3}}}\text{.}$
   1. Ütle ainete tihedused sõnadega.
   2. Mis ainetega võib olla tegemist?
   3. Mida näitab iga aine tihedus?
2. Kas kulla ja hõbeda sulam on suurema või väiksema tihedusega kui puhas kuld? Põhjenda vastust. Põhjenduseks võrdle hõbeda tihedust kulla tihedusega.