Pomoć na Tele2, tarife, pitanja

Sve oko nas sastoji se od različitih tvari. Od drveta se grade brodovi i kupatila, od željeza pegle i kreveti, gume na kotačima i gumice na olovkama od gume. I različiti predmeti imaju različite težine - svatko od nas može bez problema nositi sočnu zrelu dinju s tržnice, ali morat ćemo se znojiti oko utega iste veličine.

Svi se sjećaju poznatog vica: “Što je teže? Kilogram čavala ili kilogram paperja? Nećemo više nasjedati na ovaj djetinjasti trik, znamo da će težina oba biti ista, ali će se volumen bitno razlikovati. Pa zašto se to događa? Zašto različita tijela i tvari imaju različite težine uz istu veličinu? Ili obrnuto, iste težine s različitim veličinama? Očito postoji neka karakteristika po kojoj se tvari toliko razlikuju jedna od druge. U fizici se ta karakteristika naziva gustoća materije i uči se u sedmom razredu.

Gustoća tvari: definicija i formula

Definicija gustoće tvari je sljedeća: gustoća pokazuje kolika je masa tvari u jedinici volumena, na primjer, u jednom kubnom metru. Dakle, gustoća vode je 1000 kg/m3, a leda 900 kg/m3, zbog čega je led lakši i nalazi se zimi na akumulacijama. Odnosno, što nam u ovom slučaju pokazuje gustoća materije? Gustoća leda od 900 kg/m3 znači da je kocka leda sa stranicama od 1 metra teška 900 kg. A formula za određivanje gustoće tvari je sljedeća: gustoća = masa/volumen. Veličine uključene u ovaj izraz označene su na sljedeći način: masa - m, volumen tijela - V, a gustoća je označena slovom ρ (grčko slovo "rho"). A formula se može napisati na sljedeći način:

Kako pronaći gustoću tvari

Kako pronaći ili izračunati gustoću tvari? Da biste to učinili morate znati tjelesni volumen i tjelesnu težinu. Odnosno, izmjerimo tvar, važemo je, a zatim jednostavno zamijenimo dobivene podatke u formulu i pronađemo vrijednost koja nam je potrebna. A kako se mjeri gustoća tvari jasno je iz formule. Mjeri se u kilogramima po kubnom metru. Ponekad također koriste vrijednost kao što je gram po kubnom centimetru. Pretvaranje jedne vrijednosti u drugu vrlo je jednostavno. 1 g = 0,001 kg, a 1 cm3 = 0,000001 m3. Prema tome, 1 g/(cm)^3 =1000kg/m^3. Također treba imati na umu da je gustoća tvari različita u različitim agregatnim stanjima. To jest, u krutom, tekućem ili plinovitom obliku. Gustoća krutih tvari najčešće je veća od gustoće tekućina i znatno veća od gustoće plinova. Možda je vrlo korisna iznimka za nas voda, koja, kao što smo već razmotrili, teži manje u krutom nego u tekućem stanju. Upravo zbog ove čudne osobine vode moguć je život na Zemlji. Život na našem planetu, kao što znamo, potekao je iz oceana. A kad bi se voda ponašala kao sve druge tvari, tada bi se voda u morima i oceanima smrznula, led bi, budući da je teži od vode, potonuo na dno i ostao tamo bez topljenja. I samo na ekvatoru, u malom stupcu vode, postojao bi život u obliku nekoliko vrsta bakterija. Tako možemo reći hvala vodi što postojimo.

Proučavanje gustoće tvari počinje u srednjoškolskom tečaju fizike. Ovaj se koncept smatra temeljnim u daljnjem predstavljanju osnova molekularne kinetičke teorije u kolegijima fizike i kemije. Svrha proučavanja strukture materije i metoda istraživanja može se pretpostaviti formiranju znanstvenih ideja o svijetu.

Fizika daje početne ideje o jedinstvenoj slici svijeta. U 7. razredu proučava se gustoća tvari na temelju najjednostavnijih ideja o metodama istraživanja, praktične primjene fizikalnih pojmova i formula.

Fizičke metode istraživanja

Kao što je poznato, među metodama proučavanja prirodnih pojava razlikuju se promatranje i pokus. U osnovnoj školi uče kako promatrati prirodne pojave: obavljaju jednostavna mjerenja, a često vode i “Kalendar prirode”. Ovi oblici učenja mogu dovesti dijete do potrebe za proučavanjem svijeta, uspoređivanjem promatranih pojava i utvrđivanjem uzročno-posljedičnih veza.

Međutim, samo će potpuno izveden eksperiment dati mladom istraživaču alate za otkrivanje tajni prirode. Razvijanje eksperimentalnih i istraživačkih vještina provodi se u vježbi i tijekom rada u laboratoriju.

Provođenje eksperimenta u tečaju fizike započinje definicijama takvih fizičkih veličina kao što su duljina, površina, volumen. U ovom slučaju uspostavlja se veza između matematičkog (za dijete prilično apstraktnog) i fizičkog znanja. Pozivanje na djetetovo iskustvo i sagledavanje činjenica koje su mu odavno poznate sa znanstvenog gledišta doprinosi formiranju potrebne kompetencije kod njega. Cilj učenja u ovom slučaju je želja za samostalnim shvaćanjem novih stvari.

Studija gustoće

U skladu s metodom problemskog poučavanja, na početku lekcije možete postaviti poznatu zagonetku: "Što je teže: kilogram pahuljice ili kilogram lijevanog željeza?" Naravno, djeca od 11-12 godina mogu lako odgovoriti na pitanje koje znaju. No, okrećući se suštini pitanja, sposobnosti otkrivanja njegove osobitosti, dolazimo do pojma gustoće.

Gustoća tvari je masa po jedinici volumena. Tablica, koja se obično daje u udžbenicima ili referentnim publikacijama, omogućuje procjenu razlika između tvari, kao i agregatnih stanja tvari. Naznaka razlike u fizičkim svojstvima krutina, tekućina i plinova, o kojoj smo ranije raspravljali, objašnjenje ove razlike ne samo u strukturi i relativnom rasporedu čestica, već iu matematičkom izražavanju karakteristika materije, uzima proučavanje fizike na drugu razinu.

Tablica gustoće tvari omogućuje vam učvršćivanje znanja o fizičkom značenju pojma koji se proučava. Dijete, dajući odgovor na pitanje: "Što znači gustoća određene tvari?", razumije da je to masa 1 cm 3 (ili 1 m 3) tvari.

Već u ovoj fazi može se postaviti pitanje jedinica gustoće. Potrebno je razmotriti načine pretvaranja mjernih jedinica u različite referentne sustave. To omogućuje oslobađanje od statičnog razmišljanja i prihvaćanje drugih sustava izračunavanja u drugim stvarima.

Određivanje gustoće

Naravno, proučavanje fizike ne može biti potpuno bez rješavanja problema. U ovoj fazi uvode se formule za izračun. u fizici 7. razreda, ovo je vjerojatno prvi fizikalni odnos količina za djecu. Posebna mu se pažnja posvećuje ne samo zbog proučavanja pojmova gustoće, već i zbog same činjenice učenja metoda rješavanja problema.

Upravo u ovoj fazi postavljaju se algoritam za rješavanje fizičkog računskog problema, ideologija za primjenu osnovnih formula, definicija i zakona. Nastavnik nastoji podučiti analizu problema, metodu traženja nepoznatog i osobitosti korištenja mjernih jedinica koristeći takav odnos kao što je formula gustoće u fizici.

Primjer rješavanja problema

Primjer 1

Odredite od koje je tvari sastavljena kocka mase 540 g i obujma 0,2 dm 3.

ρ -? m = 540 g, V = 0,2 dm 3 = 200 cm 3

Analiza

Na temelju pitanja problema razumijemo da će nam tablica gustoće čvrstih tijela pomoći u određivanju materijala od kojeg je napravljena kocka.

Stoga određujemo gustoću tvari. U tablicama je ova vrijednost navedena u g/cm3, pa se volumen iz dm3 pretvara u cm3.

Riješenje

Prema definiciji: ρ = m: V.

Zadani su nam: volumen, masa. Gustoća tvari može se izračunati:

ρ = 540 g: 200 cm 3 = 2,7 g/cm 3, što odgovara aluminiju.

Odgovor: Kocka je izrađena od aluminija.

Određivanje ostalih veličina

Korištenje formule za izračunavanje gustoće omogućuje određivanje drugih fizičkih veličina. Masa, volumen, linearne dimenzije tijela povezane s volumenom lako se izračunavaju u problemima. U zadacima se koristi poznavanje matematičkih formula za određivanje površine i volumena geometrijskih likova, čime se objašnjava potreba za proučavanjem matematike.

Primjer 2

Odredite debljinu bakrenog sloja kojim je presvučen dio površine 500 cm 2 ako je poznato da je za premaz utrošeno 5 g bakra.

h - ? S = 500 cm 2, m = 5 g, ρ = 8,92 g/cm 3.

Analiza

Tablica gustoće tvari omogućuje određivanje gustoće bakra.

Poslužimo se formulom za izračunavanje gustoće. Ova formula sadrži volumen tvari iz kojeg se mogu odrediti linearne dimenzije.

Riješenje

Prema definiciji: ρ = m: V, ali ova formula ne sadrži željenu vrijednost, pa koristimo:

Zamjenom u glavnu formulu dobivamo: ρ = m: Sh, iz čega:

Izračunajmo: h = 5 g: (500 cm 2 x 8,92 g/cm 3) = 0,0011 cm = 11 mikrona.

Odgovor: debljina sloja bakra je 11 mikrona.

Eksperimentalno određivanje gustoće

Eksperimentalna priroda fizikalne znanosti pokazuje se kroz laboratorijske pokuse. U ovoj fazi stječu se vještine izvođenja pokusa i objašnjavanja njihovih rezultata.

Praktični zadatak za određivanje gustoće tvari uključuje:

• Određivanje gustoće tekućine. U ovoj fazi djeca koja su prethodno koristila graduirani cilindar mogu lako odrediti gustoću tekućine pomoću formule.
• Određivanje gustoće čvrstog tijela pravilnog oblika. Ova zadaća također nije dvojbena, jer su slični računski problemi već razmatrani i iskustvo je stečeno u mjerenju volumena na temelju linearnih dimenzija tijela.
• Određivanje gustoće krutog tijela nepravilnog oblika. Pri izvođenju ovog zadatka koristimo se metodom određivanja volumena tijela nepravilnog oblika pomoću menzure. Vrijedno je još jednom podsjetiti na značajke ove metode: sposobnost čvrste tvari da istisne tekućinu čiji je volumen jednak volumenu tijela. Problem se tada rješava na standardni način.

Napredni zadaci

Zadatak možete zakomplicirati tražeći od djece da identificiraju tvar od koje je tijelo napravljeno. Tablica gustoće tvari koja se koristi u ovom slučaju omogućuje nam da skrenemo pozornost na potrebu za sposobnošću rada s referentnim informacijama.

Pri rješavanju eksperimentalnih zadataka od studenata se traži potrebno znanje iz područja uporabe i pretvorbe mjernih jedinica. To je često ono što uzrokuje najveći broj pogrešaka i propusta. Možda bi trebalo više vremena posvetiti ovoj fazi proučavanja fizike; ona vam omogućuje usporedbu znanja i istraživačkog iskustva.

Nasipna gustoća

Proučavanje čiste tvari je, naravno, zanimljivo, ali koliko se često nalaze čiste tvari? U svakodnevnom životu susrećemo smjese i legure. Kako biti u ovom slučaju? Koncept nasipne gustoće spriječit će učenike od uobičajene pogreške korištenja prosječnih gustoća tvari.

Iznimno je potrebno razjasniti ovo pitanje; dati priliku vidjeti i osjetiti razliku između gustoće tvari i nasipne gustoće isplati se u ranim fazama. Razumijevanje ove razlike neophodno je u daljnjem proučavanju fizike.

Ova razlika je izuzetno zanimljiva u slučaju Omogućavanje djetetu proučavanja nasipne gustoće ovisno o zbijenosti materijala i veličini pojedinih čestica (šljunak, pijesak, itd.) tijekom početnih istraživačkih aktivnosti.

Relativna gustoća tvari

Usporedba svojstava različitih tvari vrlo je zanimljiva na temelju relativne gustoće tvari - jedne od takvih veličina.

Obično se relativna gustoća tvari određuje u odnosu na destiliranu vodu. Kao omjer gustoće određene tvari i gustoće standarda, ova se vrijednost određuje pomoću piknometra. Ali ove informacije se ne koriste u školskom tečaju znanosti; zanimljive su za dublje proučavanje (najčešće izborno).

Olimpijska razina proučavanja fizike i kemije također se može dotaknuti koncepta "relativne gustoće tvari u odnosu na vodik". Obično se primjenjuje na plinove. Da biste odredili relativnu gustoću plina, pronađite omjer molarne mase plina koji se proučava i nije isključena uporaba.

Daje se tablica gustoće tekućina pri različitim temperaturama i atmosferskom tlaku za najčešće tekućine. Vrijednosti gustoće u tablici odgovaraju navedenim temperaturama; dopuštena je interpolacija podataka.

Mnoge tvari mogu biti u tekućem stanju. Tekućine su tvari različitog podrijetla i sastava koje imaju fluidnost, sposobne su mijenjati svoj oblik pod utjecajem određenih sila. Gustoća tekućine je omjer mase tekućine i volumena koji ona zauzima.

Pogledajmo primjere gustoće nekih tekućina. Prva tvar koja vam padne na pamet kada čujete riječ "tekućina" je voda. I to nije nimalo slučajno, jer je voda najčešća tvar na planetu, pa se stoga može uzeti kao ideal.

Jednako 1000 kg/m 3 za destiliranu i 1030 kg/m 3 za morsku vodu. Budući da je ova vrijednost usko povezana s temperaturom, vrijedi napomenuti da je ova “idealna” vrijednost dobivena na +3,7°C. Gustoća kipuće vode bit će nešto manja - jednaka je 958,4 kg/m 3 na 100°C. Kad se tekućine zagrijavaju, njihova se gustoća obično smanjuje.

Gustoća vode slična je vrijednosti različitim prehrambenim proizvodima. To su proizvodi kao što su: otopina octa, vino, 20% vrhnje i 30% kiselo vrhnje. Neki proizvodi su gušći, na primjer, žumanjak - njegova gustoća je 1042 kg / m3. Od vode su gušći: sok od ananasa - 1084 kg/m3, sok od grožđa - do 1361 kg/m3, sok od naranče - 1043 kg/m3, Coca-Cola i pivo - 1030 kg/m3.

Mnoge tvari manje su gustoće od vode. Na primjer, alkoholi su puno lakši od vode. Dakle, gustoća je 789 kg/m3, butil - 810 kg/m3, metil - 793 kg/m3 (pri 20°C). Pojedine vrste goriva i ulja imaju još niže vrijednosti gustoće: ulje - 730-940 kg/m3, benzin - 680-800 kg/m3. Gustoća kerozina je oko 800 kg / m3, - 879 kg / m3, loživo ulje - do 990 kg / m3.

Indikatori niske gustoće karakteriziraju takve tekućine kao što su: terpentin 870 kg/m 3,

Tijela koja nas okružuju sastoje se od raznih tvari: željeza, drveta, gume itd. Masa svakog tijela ne ovisi samo o njegovoj veličini, već i o tvari od koje se sastoji. Tijela istog volumena, koja se sastoje od različitih tvari, imaju različite mase. Na primjer, izvagavši ​​dva cilindra izrađena od različitih tvari - aluminija i olova, vidjet ćemo da je masa aluminijskog cilindra manja od mase olovnog cilindra.

U isto vrijeme, tijela s istim masama, koja se sastoje od različitih tvari, imaju različite volumene. Dakle, željezna šipka težine 1 tone zauzima volumen od 0,13 m 3, a led težine 1 tone zauzima volumen od 1,1 m 3. Volumen leda je gotovo 9 puta veći od volumena željezne šipke. Odnosno, različite tvari mogu imati različite gustoće.

Iz toga slijedi da tijela istog volumena, koja se sastoje od različitih tvari, imaju različite mase.

Gustoća pokazuje masu tvari uzete u određenom volumenu. Odnosno, ako su poznati masa tijela i njegov volumen, može se odrediti gustoća. Da biste pronašli gustoću tvari, morate masu tijela podijeliti s njegovim volumenom.

Gustoća iste tvari u krutom, tekućem i plinovitom stanju je različita.

Gustoće nekih krutina, tekućina i plinova dane su u tablicama.

Gustoće nekih krutih tvari (pri normalnom atmosferskom tlaku, t = 20 ° C).

Gustoće nekih tekućina (pri normalnom atmosferskom tlaku t = 20 ° C).

Kako to da tijela koja zauzimaju isti volumen u prostoru mogu imati različite mase? Sve je u njihovoj gustoći. S ovim konceptom se upoznajemo već u 7. razredu, u prvoj godini nastave fizike u školi. To je osnovni fizikalni koncept koji može otvoriti MKT (teoriju molekularne kinetike) za osobu ne samo na tečaju fizike, već iu kemiji. Uz njegovu pomoć, osoba može karakterizirati bilo koju tvar, bilo da je to voda, drvo, olovo ili zrak.

Vrste gustoće

Dakle, ovo je skalarna veličina koja je jednaka omjeru mase proučavane tvari i njenog volumena, odnosno može se nazvati i specifičnom težinom. Označava se grčkim slovom "ρ" (čita se kao "rho"), ne treba ga brkati s "p" - ovo se slovo obično koristi za označavanje pritiska.

Kako pronaći gustoću u fizici? Upotrijebite formulu za gustoću: ρ = m/V

Ova se vrijednost može mjeriti u g/l, g/m3 i općenito u svim jedinicama koje se odnose na masu i volumen. Što je SI jedinica za gustoću? ρ = [kg/m3]. Pretvorba između ovih jedinica provodi se pomoću elementarnih matematičkih operacija. Međutim, mjerna jedinica SI je ta koja se više koristi.

Uz standardnu ​​formulu, koja se koristi samo za čvrste tvari, postoji i formula za plin u normalnim uvjetima (n.s.).

ρ (plin) = ​​M/Vm

M je molarna masa plina [g/mol], Vm je molarni volumen plina (u normalnim uvjetima ova vrijednost iznosi 22,4 l/mol).

Da bismo potpunije definirali ovaj koncept, vrijedi razjasniti na koju se točno količinu misli.

• Gustoća homogenih tijela je upravo omjer mase tijela i njegovog volumena.
• Postoji i koncept "gustoće tvari", odnosno gustoće homogenog ili ravnomjerno raspoređenog nehomogenog tijela koje se sastoji od ove tvari. Ova vrijednost je konstantna. Postoje tablice (koje ste vjerojatno koristili na nastavi fizike) koje sadrže vrijednosti za razne čvrste, tekuće i plinovite tvari. Dakle, ova brojka za vodu je 1000 kg/m3. Znajući ovu vrijednost i, na primjer, volumen kupke, možemo odrediti masu vode koja će stati u nju zamjenom poznatih vrijednosti u gornji obrazac.
• Međutim, nisu sve tvari homogene. Za takve ljude stvoren je izraz "prosječna gustoća tijela". Da bi se dobila ta vrijednost, potrebno je pronaći ρ svake komponente dane tvari zasebno i izračunati prosječnu vrijednost.

Porozna i zrnasta tijela između ostalog imaju:

• Prava gustoća, koja se određuje bez uzimanja u obzir šupljina u strukturi.
• Specifična (prividna) gustoća, koja se može izračunati dijeljenjem mase tvari s cjelokupnim volumenom koji ona zauzima.

Ove dvije veličine međusobno su povezane koeficijentom poroznosti - omjerom volumena šupljina (pora) prema ukupnom volumenu tijela koje se proučava.

Gustoća tvari može ovisiti o nizu čimbenika, a neki od njih mogu istodobno povećati tu vrijednost za neke tvari, a smanjiti je za druge. Na primjer, pri niskim temperaturama ta se vrijednost obično povećava, no postoji niz tvari čija se gustoća u određenom temperaturnom rasponu ponaša nenormalno. Te tvari uključuju lijevano željezo, vodu i broncu (legura bakra i kositra).

Na primjer, ρ vode ima najveću vrijednost na temperaturi od 4 °C, a zatim se u odnosu na tu vrijednost može mijenjati i tijekom zagrijavanja i hlađenja.

Također je vrijedno reći da kada tvar prelazi iz jednog medija u drugi (kruto-tekuće-plinovito), odnosno kada se mijenja stanje agregacije, ρ također mijenja svoju vrijednost i to skokovito: povećava se tijekom prijelaza iz plina u tekućinu i tijekom kristalizacije tekućine . Međutim, i ovdje postoje brojne iznimke. Na primjer, bizmut i silicij imaju malu vrijednost u skrućivanju. Zanimljivost: kada se voda kristalizira, odnosno kada se pretvori u led, to također smanjuje svoje performanse i zato led ne tone u vodi.

Kako jednostavno izračunati gustoću raznih tijela

Trebat će nam sljedeća oprema:

• Vage.
• Centimetar (mjera), ako je tijelo koje se proučava u čvrstom agregatnom stanju.
• Odmjerna tikvica, ako je tvar koja se ispituje tekućina.

Prvo mjerimo volumen tijela koje se proučava pomoću centimetarske ili volumetrijske tikvice. U slučaju tekućine, jednostavno pogledamo postojeću vagu i zapišemo rezultat. Za kubičnu drvenu gredu, ona će, prema tome, biti jednaka bočnoj vrijednosti podignutoj na treću potenciju. Nakon mjerenja volumena, stavite promatrano tijelo na vagu i zapišite vrijednost mase. Važno! Ako ispitujete tekućinu, nemojte zaboraviti uzeti u obzir masu posude u koju se ulijeva tvar koja se ispituje. Eksperimentalno dobivene vrijednosti zamijenimo u gore opisanu formulu i izračunamo željeni pokazatelj.

Mora se reći da je ovaj pokazatelj za razne plinove mnogo teže izračunati bez posebnih instrumenata, stoga, ako su vam potrebne njihove vrijednosti, bolje je koristiti gotove vrijednosti iz tablice gustoće tvari.

Također, za mjerenje ove vrijednosti koriste se posebni instrumenti:

• Piknometar pokazuje pravu gustoću.
• Hidrometar je dizajniran za mjerenje ovog pokazatelja u tekućinama.
• Kaczynskijeva bušilica i Seidelmanova bušilica su uređaji kojima se ispituju tla.
• Mjerač gustoće vibracija koristi se za mjerenje određene količine tekućine i raznih plinova pod pritiskom.