Наша сеть партнеров Banwar
Підручник для 6 класу
ФІЗИКА
Поставимо на шальки терезів (рис. 122) залізний і алюмінієвий циліндри однакового обсягу. Рівновага ваг порушилося. Чому?
Мал. 122
Виконуючи лабораторну роботу, ви вимірювали масу тіла, порівнюючи масу гир з масою тіла. При рівновазі терезів ці маси були рівні. Порушення рівноваги означає, що маси тіл не однакові. Маса залізного циліндра більша за масу алюмінієвого. Але обсяги у циліндрів рівні. Значить, одиниця обсягу (1 см3 або 1 м3) заліза має велику масу, ніж алюмінію.
Маса речовини, що міститься в одиниці об'єму, називається щільністю речовини. Щоб знайти щільність, необхідно масу речовини розділити на його обсяг. Щільність позначається грецькою буквою ρ (ро). тоді
щільність = маса / об'єм
або
ρ = m / V.
Одиницею вимірювання щільності в СІ є 1 кг / м3. Щільності різних речовин визначені на досвіді і представлені в таблиці 1. На малюнку 123 зображені маси відомих вам речовин в обсязі V = 1 м3.
Мал. 123
Щільність твердих, рідких і газоподібних речовин
(при нормальному атмосферному тиску)
Як розуміти, що щільність води ρ = 1000 кг / м3? Відповідь на це питання випливає з формули. Маса води в об'ємі V = 1 м3 дорівнює m = 1000 кг.
З формули щільності маса речовини
m = ρV.
З двох тіл рівного об'єму велику масу має те тіло, у якого щільність речовини більше.
Порівнюючи щільності заліза ρж = 7800 кг / м3 і алюмінію ρал = 2700 кг / м3, ми розуміємо, чому в досвіді (див. Рис. 122) маса залізного циліндра виявилася більша за масу алюмінієвого циліндра такого ж обсягу.
Якщо обсяг тіла виміряно в см3, то для визначення маси тіла зручно використовувати значення щільності ρ, виражене в г / см3.
Формула щільності речовини ρ = m / V застосовується для однорідних тіл, т. Е. Для тіл, що складаються з однієї речовини. Це тіла, що не мають повітряних порожнин або без вмісту домішок інших речовин. За значенням вимірюваної щільності судять про чистоту речовини. Чи не додано чи, наприклад, всередину злитка золота будь-якої дешевий метал.
Подумайте і дайте відповідь
- Як би змінилося рівновагу терезів (див. Рис. 122), якби замість залізного циліндра на чашку поставили дерев'яний циліндр такого ж обсягу?
- Що таке щільність?
- Чи залежить щільність речовини від його обсягу? Від маси?
- В яких одиницях вимірюється щільність?
- Як перейти від одиниці щільності г / cм3 до одиниці щільності кг / м3?
Цікаво знати!
Як правило, речовина в твердому стані має щільність більшу, ніж в рідкому. Винятком з цього правила є лід і вода, що складаються з молекул H2O. Щільність льоду ρ = 900 кг / м3, щільність води? = 1000 кг / м3. Щільність льоду менше щільності води, що вказує на менш щільну упаковку молекул (т. Е. Великі відстані між ними) в твердому стані речовини (лід), ніж в рідкому (вода). Надалі ви зустрінетеся і з іншими вельми цікавими аномаліями (ненормально) у властивостях води.
Середня щільність Землі дорівнює приблизно 5,5 г / см3. Цей та інші відомі науці факти дозволили зробити деякі висновки про будову Землі. Середня товщина земної кори близько 33 км. Земна кора складена переважно з грунту і гірських порід. Середня щільність земної кори дорівнює 2,7 г / см3, а щільність порід, що залягають безпосередньо під земною корою, - 3,3 г / см3. Але обидві ці величини менше 5,5 г / см3, т. Е. Менше середньої щільності Землі. Звідси випливає, що щільність речовини, що знаходиться в глибині земної кулі, більше середньої щільності Землі. Вчені припускають, що в центрі Землі щільність речовини досягає значення 11,5 г / см3, т. Е. Наближається до щільності свинцю.
Середня щільність тканин тіла людини дорівнює +1036 кг / м3, щільність крові (при t = 20 ° С) - 1050 кг / м3.
Малу щільність деревини (в 2 рази менше, ніж пробки) має дерево бальса. З нього роблять плоти, рятувальні пояси. На Кубі росте дерево ешіномена колючеволосая, деревина якої має щільність в 25 разів менше щільності води, т. Е. Ρ = 0,04 г / см3. Дуже велика щільність деревини у зміїного дерева. Дерево тоне у воді, як камінь.
Зробіть будинку самі
Виміряйте щільність мила. Для цього використовуйте шматок мила прямокутної форми. Порівняйте значення виміряної вами щільності зі значеннями, отриманими вашими однокласниками. Чи рівні набутих значень щільності? Чому?
Цікаво знати
Вже за життя знаменитого давньогрецького вченого Архімеда (рис. 124) про нього складали легенди, приводом для яких служили його винаходу, що вражали сучасників. Одна з легенд говорить, що сіракузький цар Герон II попросив мислителя визначити, з чистого чи золота зроблена його корона або ювелір підсипав туди значну кількість срібла. Звичайно ж, корона при цьому повинна була залишитися цілою. Визначити масу корони Архімеда труднощів не склало. Набагато складніше було точно виміряти обсяг корони, щоб розрахувати щільність металу, з якого вона відлита, і визначити, чи чисте це золото. Труднощі полягали в тому, що вона мала неправильну форму!
Мал. 124
Якось Архімед, поглинений думками про корону, приймав ванну, де йому прийшла в голову блискуча ідея. Обсяг корони можна визначити, вимірявши об'єм витісненої нею води (вам знаком такої спосіб вимірювання об'єму тіла неправильної форми). Визначивши обсяг корони і її масу, Архімед обчислив щільність речовини, з якого ювелір виготовив корону.
Як свідчить легенда, щільність речовини корони виявилася менше щільності чистого золота, і нечистий на руку ювелір був викритий в обмані.
вправи
- Щільність міді ρм = 8,9 г / см3, а щільність алюмінію - ρал = 2700 кг / м3. Щільність якої речовини більше і у скільки разів?
- Визначте масу бетонної плити, обсяг якої V = 3,0 м3.
- З якої речовини виготовлений куля об'ємом V = 10 см3, якщо його маса m = 71 г?
- Визначте масу віконного скла, довжина якого a = 1,5 м, висота b = 80 см і товщина c = 5,0 мм.
- Загальна маса N = 7 однакових листів покрівельного заліза m = 490 кг. Розмір кожного аркуша 1 x 1,5 м. Визначте товщину листа.
- Сталевий і алюмінієвий циліндри мають однакові площі поперечного перерізу і маси. Який з циліндрів має велику висоту і у скільки разів?
Що таке щільність?
Чи залежить щільність речовини від його обсягу?
Від маси?
В яких одиницях вимірюється щільність?
Як перейти від одиниці щільності г / cм3 до одиниці щільності кг / м3?
Щільність льоду ρ = 900 кг / м3, щільність води?
Чи рівні набутих значень щільності?
Чому?
3. Щільність якої речовини більше і у скільки разів?