В сосуд 1 налили неизвестную жидкость, а в такой же сосуд 2 − воду равной массы (рис. 14). Какая жидкость имеет большую плотность? Какая это может быть жидкость?

рис. 14

Для решения задачи необходимо рассмотреть физическую величину плотности вещества, а также связь между массой, объемом и плотностью.

Плотность вещества
В физике плотность вещества обозначается буквой $\rho$ и определяется как масса вещества, содержащаяся в единице объёма. Формула для расчёта плотности имеет вид:
$$ \rho = \frac{m}{V}, $$
где:
− $\rho$ — плотность вещества ($\text{кг/м}^3$);
− $m$ — масса вещества ($\text{кг}$);
− $V$ — объём вещества ($\text{м}^3$).

Плотность показывает, насколько «плотно» упакованы частицы вещества. Чем больше масса вещества при одинаковом объёме, тем выше его плотность.

Связь массы, объёма и плотности
Для двух жидкостей, если их масса одинакова, то отношение массы к объёму жидкости определяет плотность. Из формулы $\rho = \frac{m}{V}$, если $m$ одинаково для двух жидкостей, то жидкость с меньшим объёмом будет иметь большую плотность.

Визуализация задачи
На рисунке показаны два сосуда одинаковой формы и размера, но уровень жидкости в них различен:
− В сосуде 1 жидкость занимает больший объём;
− В сосуде 2 вода занимает меньший объём.

При этом сказано, что массы жидкостей в обоих сосудах равны.

Сравнение плотностей жидкостей
Из формулы $\rho = \frac{m}{V}$:
− Если масса двух жидкостей одинакова, но объёмы различны, то жидкость с меньшим объёмом обладает большей плотностью, так как большая масса приходится на меньший объём.
− Напротив, жидкость с большим объёмом имеет меньшую плотность, так как масса «размазывается» на больший объём.

Идентификация неизвестной жидкости
Чтобы определить, какая жидкость может быть в сосуде 1, нужно сравнить её плотность с плотностью воды.
Плотность воды при нормальных условиях равна $1000 \, \text{кг/м}^3$ или $1 \, \text{г/см}^3$. Если неизвестная жидкость имеет больший объём при той же массе, значит её плотность меньше плотности воды.

Примеры жидкостей с плотностью меньше плотности воды:
− Бензин ($700{-}750 \, \text{кг/м}^3$);
− Спирт ($800{-}900 \, \text{кг/м}^3$);
− Растительное масло ($900{-}930 \, \text{кг/м}^3$).

Если бы объём жидкости в сосуде 1 был меньше, чем объём воды, то плотность этой жидкости была бы больше, чем у воды. Примеры жидкостей с плотностью больше плотности воды:
− Глицерин ($1260 \, \text{кг/м}^3$);
− Ртуть ($13546 \, \text{кг/м}^3$);
− Концентрированная серная кислота ($1840 \, \text{кг/м}^3$).

Заключение
Для определения плотности вещества важно учитывать, как объём жидкости соотносится с ее массой. В данной задаче необходимо установить, какая жидкость занимает больший объём при равной массе, чтобы определить плотность и предложить возможные варианты этой жидкости.