Hustota je jedna z prvých fyzikálnych veličín, s ktorými ste sa v škole stretli. Už v šiestom ročníku sa učíme precízne odmernými valcami odmeriavať a vážiť rôzne kvapaliny, vodu či olej, a pomocou jednoduchého vzorca z týchto údajov získať hustotu. My sa dnes pozrieme na historické okolnosti vzniku tohto merania a ďalšie zaujímavosti ohľadom hustoty tekutín.
Historický príbeh rozpráva o tom, ako Archimedes dostal za úlohu zistiť, či kováč kráľa Hiera vymieňa zlato vo venci, ktorý je venovaný bohom, za zliatiny. Archimedes v tej dobre už vedel, že by lacnejšiu zliatinu mohol objaviť tak, že by rozdrvil veniec, slačil ho do kocky a odvážil - toto mu však kráľ Hiero zakázal. Archimedes sa preto noc čo noc zamýšľal nad tým, ako by mohol spomínanú lož odhaliť - až raz, pri kúpaní, si všimol zdvihnutie vody v momente, ako sa do nej ponoril – vtedy nastal moment osvietenia, Archimedes zistil, že vytlačeným objemom vody dokáže zistiť objem zlatého venca a pomocou hmotnosti vypočítať hustotu. Odtiaľ rovnako pochádza aj známe Heuréka!, ktoré sa používa pri chvíľach, kedy objavíme riešenie na nejaký nápad dodnes.
V súčasnosti sa na meranie hustoty používa jednotka kilogramu na meter kubický, ktorá je odvodená zo základných jednotiek sústavy SI. Kvapalinou s najznámejšou hustotou je zrejme voda, je to 1000 kilogramov na meter kubický.
Poznáme však rôzne druhy hustoty, niektoré sa merajú ťažšie ako iné - hustota homogénnych materiálov sa vypočíta podľa nám už známeho vzorca, hustota heterogénnych materiálov sa počíta vzhľadom na nekonečne malý objem okolo bodu. Ďalej poznáme granularitu, anglicky bulk density, čo je v podstate hustota častíc, ktoré (skôr na makroskopickej úrovni) nezapĺňajú priestor okolo seba úplne, ako sú napríklad rôzne druhy pieskov, granuly alebo prášky.
Napriek tomu, že sa v bežnom živote pravdepodobne nikdy nestretneme s tým, aby sa hustota látok okolo nás radikálne zmenila, môže sa to stať. Vtedy hovoríme o teplotnej rozťažnosti, expanzii, alebo o stlačiteľnosti, teda kompresibilite. Tieto efekty sú však v prípade kvapalín takmer zanedbateľné. Veď by sme museli vyvinúť desaťtisícnásobne vyšší tlak ako atmosférický, aby sme zmenšili objem kvapaliny o jedno percento. Bežná voda však nie je až taká obyčajná - už pri bežnej teplote u nej dokážeme pozorovať niektoré zaujímavé úkazy.
Pri zamrazení vody sa jej hustota znižuje; v praxi to znamená, že ak zamrazíte niekoľko litrov vody napríklad vo vonkajších trubkách, tie vám do jari krásne popraskajú zväčšeným ľadom. Najväčšiu hustotu má voda, prekvapivo, pri teplote 3,98 stupňa Celzia - vďaka tejto anomálii vody, ako tento zvláštny jav nazývame, v zime dokáže zhruba štvorstupňová voda klesnúť na dná jazier a rybníkov a zabezpečiť tak prežitie pre všetky vonkajšie vodné živočíchy.
Prvok s najmenšou hustotou zo všetkých je, asi očakávane, vodík. Hustota takej ortuti však už dokáže prekvapiť - poloprázdna sklenená fľaštička na laboratórnom stole má váhu ako takmer liter vody vo fľaši - a to teda nečakáte. Najväčšiu hustotu z celej periodickej tabuľky má osmium, čo je zhruba 22 a pol krát viac, ako je hustota vody.
