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液体金属である水銀は、密度と浮力の劇的な実証に役立ちます。たとえば、レンガやダンベルなどの重い物体は、水銀の密度が鉛の密度よりも大きいため、十分な大きさの水銀の容器に入れることができます。ただし、一部の元素はさらに密度が高く、これらの物質でできた物体は水銀に沈みます。
物質の密度
すべての物質には密度と呼ばれる特性があり、これは質量を体積で除算したものです。オブジェクトの作成元の物質がわかっている場合、密度を調べ、体積を測定し、体積に密度を掛けることで質量を見つけることができます。周期表の上部の要素は、密度が低い傾向があります。下の方が最も密度が高くなります。水銀の密度は、周期表にリストされている118個のうち80個であり、1立方センチメートルあたり13.55グラムです。
なぜ物事が浮かぶのか
自然や日常生活にあふれているものの例：空に浮かぶ雲や、水に浮かぶコルクを見ることができます。浮遊物体を見ると、その密度は下にある物質の密度よりも低くなります。アルキメデスの原理によれば、液体の中に置かれた物体はその一部を置き換えます。押しのけられた液体の重量は、その強さが重量に等しい浮力を生成します。力がオブジェクトの重量より大きい場合、オブジェクトは浮きます。水銀の密度は非常に高いため、鉛の重りやスチール製のボールベアリングなど、重いと思われる物体はその中に浮遊します。
水星に浮かぶ
水銀の密度が高いため、他のほとんどの物質が水銀の中に浮遊します。これには、ニッケル、鉄、銅などの金属だけでなく、ほとんどの種類の石やプラスチックや木材などの有機材料などの混合物質も含まれます。水銀よりも密度が低い液体と気体も、その中に浮きます。
浮かないもの
一握りの元素は水銀よりも密度が高く、これらの物質でできた物体はそれに沈みます。 1立方センチメートルあたり19.3グラムの密度の金、21.4のプラチナ、22.65のイリジウムを含むいくつかの貴金属は水銀浴に沈みます。周期表の最下部にある放射性物質であるアクチニド元素の多くも非常に高密度であり、水銀に沈みます。たとえば、プルトニウムの密度は1立方センチメートルあたり19.84グラムです。別のアクチニド元素であるアメリシウムは、水銀よりもわずかに密度が高く、1立方センチメートルあたり13.84グラムです。