Le métal liquide, le mercure, permet des démonstrations spectaculaires de densité et de flottabilité. Vous pouvez, par exemple, faire flotter des objets lourds tels que des briques et des haltères dans un conteneur de mercure suffisamment grand car sa densité est supérieure à celle du plomb. Certains éléments, cependant, sont plus denses encore, et les objets faits de ces substances vont couler dans le mercure.

Densité d'une substance

Toutes les substances possèdent une propriété appelée densité, qui est la masse divisée par le volume . Si vous connaissez la substance à partir de laquelle un objet est fabriqué, vous pouvez rechercher la densité, mesurer le volume et trouver la masse en multipliant le volume par la densité. Les éléments en haut du tableau périodique ont tendance à avoir des densités plus faibles; ceux vers le bas ont les plus grandes densités. La densité du mercure, qui est l'élément numéro 80 sur 118 répertorié dans le tableau périodique, est de 13,55 grammes par centimètre cube.

Pourquoi les choses flottent?

Exemples de choses qui flottent abondent dans la nature et la vie quotidienne: vous pouvez voir des nuages ​​flottant dans le ciel ou un liège flottant sur l'eau. Chaque fois que vous voyez un objet flottant, sa densité est inférieure à celle de la substance en dessous. Selon le principe d'Archimède, un objet placé dans un liquide en déplacera une partie; le poids du liquide déplacé produit une force de flottabilité dont la force est égale au poids. Si la force est supérieure au poids de l'objet, l'objet flotte. Parce que la densité du mercure est très élevée, des objets que vous pourriez considérer comme lourds, comme des plombs ou un roulement à billes en acier, flotteront dedans.

Flottant dans le mercure

Parce que la densité du mercure est élevée la plupart des autres substances y flotteront. Cela inclut les métaux tels que le nickel, le fer et le cuivre ainsi que des substances mixtes telles que la plupart des types de pierre et des matériaux organiques tels que les plastiques et le bois. Les liquides et les gaz qui sont moins denses que le mercure flottent aussi dedans.

Ce qui ne flottera pas

Une poignée d'éléments sont plus denses que le mercure et les objets faits de ces substances s'enfonceront dans il. Plusieurs métaux précieux - y compris l'or, avec une densité de 19,3 grammes par centimètre cube, le platine avec 21,4, et l'iridium avec 22,65 - couleront dans un bain de mercure. De nombreux éléments actinides, des substances radioactives qui se trouvent tout en bas du tableau périodique, ont également de très fortes densités et couleront dans le mercure. Le plutonium, par exemple, a une densité de 19,84 grammes par centimètre cube. L'américium, un autre élément d'actinide, est légèrement plus dense que le mercure à 13,84 grammes par centimètre cube.