До сих пор мы рассматривали плавание твёрдых тел в различных жидкостях. Но твёрдое тело ведь тоже можно расплавить и превратить в жидкость. Поэтому рассмотрим теперь плавание твёрдых тел в «собственных» жидкостях. Например, льда – в воде, сливочного масла – в топлёном масле, твёрдого свинца – в расплавленном свинце. Взгляните на рисунок.
Вы видите, что твёрдое сливочное масло тонет в своей жидкости – топлёном масле и твёрдый свинец тонет в своей жидкости – расплавленном свинце. Аналогичным образом «ведут себя» почти все твёрдые тела и «их» жидкости.
Однако, в этом правиле есть вещества-исключения. К ним относятся вода и чугун. В твёрдом состоянии они не тонут, а плавают в своих жидкостях, например, лёд – в воде, а твёрдый чугун – в расплавленном.
Обобщим результаты этих наблюдений и сделаем вывод. Поскольку большинство твёрдых веществ тонут в своих жидкостях, следовательно, плотность вещества в твёрдом состоянии, как правило, больше плотности этого же вещества в жидком состоянии. Этот вывод можно сформулировать и по другому: при переходе вещества из жидкого состояния в твёрдое, его плотность, как правило, возрастает.
Сравним теперь плотность газов и их жидкостей – сжиженных газов. Как известно, при охлаждении воздуха до температуры –193 °С он сжижается, то есть превращается в жидкость. Для сжижения других газов, кроме охлаждения, иногда бывает нужно применить также и сильное сжатие (таким газом является, например, углекислый газ). Заглянем в таблицу плотностей.
Мы обнаружим, что плотность всех газов очень мала: 1-2 кг/м3. При сжижении же этих газов их плотность сильно возрастает и примерно равна 100-1000 кг/м3. Обобщая результаты этих наблюдений, сделаем вывод: при переходе из газообразного состояния в жидкое плотность веществ значительно увеличивается.
