Dane INFORMACYJNE (do uzupełnienia) Nazwa szkoły: Gimnazjum nr 2 im.Aleksandra Kamińskiego; Żary ID grupy: 98/42_MF_G2 Kompetencja: Matematyczno - fizyczna Temat projektowy: Gęstość materii Semestr/rok szkolny: I semestr; 2009/2010

Plan prezentacji Gęstość- definicja Podstawowe jednostki Wyznaczanie gęstości Zadania Informacje o gęstości Ciekawostki fizyczne Zakończenie

GĘSTOŚĆ Gęstość – skalarna wielkość fizyczna równa stosunkowi masy ciała jednorodnego, zbudowanego z tej substancji do jego objętości. Gęstość ciała informuje nas o masie jednostki objętości substancji, z której to ciało jest zbudowane. Wzór na gęstość ciała: p= m/v p - grecka litera „ro” m - masa ciała (kg) V - objętość ciała (m3)

Jednostki Często stosowana jednostka gęstości: Podstawowa jednostki gęstości w układzie SI: kg/m3 Często stosowana jednostka gęstości: g/cm3 Nazwa Jednostka Wielkość fizyczna metr m długość kilogram kg masa sekunda s czas amper A natężenie prądu elektrycznego kelwin K temperatura kandela Cd natężenie światła, światłość mol mol liczność materii

WYZNACZANIE GĘSTOŚCI Gęstość możemy wyznaczyć doświadczalnie. Na wstępie doświadczenia należy zważyć ciało, aby poznać jego masę, a następnie zmierzyć objętość. Jeżeli ciało ma kształt bryły geometrycznej, wystarczy zmierzyć odpowiednie wymiary i obliczyć objętość według wzoru matematycznego. Otrzymaną masę i objętość podstawiamy do wzoru p = m/V i obliczamy gęstość.

WYZNACZANIE GĘSTOŚCI CIAŁ REGULARNYCH Jeżeli ciało ma kształt nieregularny, to jego objętość wyznaczamy za pomocą wody i menzurki. Wyznaczanie gęstości ciała o regularnych kształtach (np. próbki prostopadłościennej wykonanej z ołowiu). 1. Za pomocą wagi i odważników wyznaczamy masę próbki. 2. Używając linijki mierzymy długość, szerokość oraz wysokość. 3. Ze wzoru V = a  b  c obliczamy objętość. 4. Podstawiając do wzoru masę i objętość obliczamy gęstość. 5. Porównujemy otrzymane gęstości z wartością w tabeli.

WYZNACZANIE GĘSTOŚCI CIAŁ NIEREGULARNYCH Wyznaczanie gęstości ciała o nieregularnych kształtach (np. odważnika). 1. Za pomocą wagi i odważników wyznaczamy masę danego odważnika. 2. Do menzurki wlewam wodę i odczytuję objętość 3. Do wody wpuszczamy odważnik zawieszony na nitce. Objętość wody zwiększyła się. 4. Odejmując objętość wody od objętości wody po wrzuceniu odważnika otrzymujemy objętość badanego odważnika. 5. Podstawiając do wzoru masę i objętość obliczamy gęstość. 6.W tabeli wyszukujemy substancje (materiał) z którego mogło być wykonane ciało

ZADANIA Wyznaczamy gęstość próbki prostopadłościennej wykonanej z ołowiu. 1. Używając wagi i odważników otrzymaliśmy masę o wartości 172,5g. 2. W wyniku pomiarów otrzymaliśmy odpowiednio 2,4cm; 1,4cm, 4,2cm;. 3. Otrzymane wymiary podstawialiśmy do wzoru i obliczyliśmy objętość. V = 2,4cm  1,5cm  4,2cm = 15,12cm3. 4. Następnie obliczyliśmy gęstość  = 172,5g/15,12cm3 = 11,41g/cm3 5. W tabela fizycznych odszukaliśmy wartość gęstości dla ołowiu w naszych warunkach: 11,40g/cm3. Doświadczenie zostało wykonane starannie z dużą dokładnością. Otrzymaliśmy wynik zbliżony do wartości w tabeli.

Wyznaczamy gęstość ciała o nieregularnych kształtach np. odważnika ZADANIA Wyznaczamy gęstość ciała o nieregularnych kształtach np. odważnika 1. Używając wagi i odważników otrzymaliśmy masę o wartości 50g. 2. Poprzez odjęcie objętości wody od objętości wody z odważnikiem otrzymaliśmy objętość odważnika. V = 310cm3 – 304cm3 = 6cm3 3. Następnie obliczyliśmy gęstość  = 50g/6cm3 = 8,33g/cm3 4. Posługując się tabelami wyszukujemy wartość zbliżoną do otrzymanego wyniku. W tabeli odnajdujmy wartość gęstości 8,4g/cm3, która jest przyporządkowana do mosiądzu. Stwierdzamy, że badane odważnik został wykonany z mosiądzu.

Zadania na zajęciach Mamy do dyspozycji dwa kartony o różnych wymiarach. Przebywamy w gabinecie fizyki. W kartonach i gabinecie znajduje się pewna ilość powietrza. W których z kartonów, a może w gabinecie znajduje się większa ilość powietrza? Wyznacz masę powietrza znajdującego się w obu kartonach oraz w gabinecie fizyki. Gęstość powietrza wynosi 1,29kg/m3

Karton mały Pudełko ma kształt prostopadłościanu. Za pomocą linijki dokonujemy odpowiednich pomiarów. Otrzymujemy odpowiednio: a = 11,5cm; b = 19cm; c = 28cm Ze wzoru V = a*b*c obliczamy objętość. V = 11,5cm  19cm  28cm = 6118cm3. Otrzymaną objętość wyrażam w metrach sześciennych. 6118cm3 /1000000 = 0,006118m3. Ze wzoru m =*V wyznaczam masę powietrza: m = 1,29kg/m3  0,006118m3 = 0,0078922kg. Dla uzyskania przejrzystego wyniku masę przedstawiam w gramach. 0,0078922kg  1000 = 7,89g Masa powietrza w małym kartonie wynosi 7.89g.

Karton duży Karton jest prostopadłościanem. Za pomocą linijki dokonujemy odpowiednich pomiarów. Otrzymujemy odpowiednio: a = 49cm; b = 19cm; c = 29cm. Ze wzoru V = abc obliczamy objętość V = 49cm  19cm  29cm = 26999cm3. Otrzymaną objętość wyrażam w metrach sześciennych. 26999cm3 /1000000 = 0,026999m3. Ze wzoru m = V wyznaczam masę powietrza: m = 1,29kg/m3  0,026999m3 = 0,0348287kg. Dla uzyskania przejrzystego wyniku masę przedstawiam w gramach. 0,0348287kg  1000 = 34,83g Masa powietrza w dużym kartonie wynosi 34.83g.

gabinet fizyki Zakładamy, że pomieszczenie przyjmuje kształt dużego prostopadłościanu. Za pomocą taśmy mierniczej dokonujemy pomiarów długości, szerokości i wysokości. Otrzymujemy odpowiednio: a = 5,45m; b = 6,42m; c = 3,3m. Ze wzoru V = a*b*c obliczamy objętość V = 5,45m  6,42m  3,3m = 115,46m3. Ze wzoru m = V wyznaczam masę powietrza: m = 1,29kg/m3  115,46m3 = 148,94kg Dla porównania z pozostałymi wartościami masę przedstawiam w gramach. 148,94kg  1000 = 148940g Masa powietrza w klasie wynosi 148940g.

Treść zadania Jaką objętość powinien mieć garnek, aby Ola zmieściła w nim herbatę dla naszej dziesięcioosobowej grupy z listy podstawowej. Herbata jest potrzebna do ogniska, przy którym spędzamy czas wolny od zajęć. Zakładamy, że każdy z kolegów i koleżanek dostanie po jednej szklance herbaty (250g). Rozwiąż zadanie z wykorzystaniem wzoru na gęstość

Rozwiązanie do zadania o herbacie. Dane: m – 10 osób  250g = 2500g = 2,5kg d (gęstość dla wody odczytana z tablic) – 1000kg/m3 Szukane: V = ? Ze wzoru na gęstość  = m/V wyznaczamy objętość. Otrzymujemy: V = m/ Obliczenia: V = 2,5kg/1000kg/m3 = 0,0025m3 Zakładamy, że 1l = 1dm3 = 1kg. Otrzymaną objętość wyrażamy w dm3 0,0025m3  1000 = 2,5dm3 Odpowiedź: W garnku powinno znaleźć się 2,5litra wody, aby dla każdy z nas otrzymał szklankę herbaty. Zakładając, że część wody przy gotowaniu może się wylać lub wyparować do zagotowania wody użyjemy garnka 3 litrowego.  

PRZYKŁADOWE ZADANIE NA OBLICZANIE GĘSTOŚCI Justyna wyznaczyła masę bryłki za pomocą wagi laboratoryjnej używając odważników: 5g, dwa po2g, 500mg, 200mg, 100mg. Objętość wyznaczyła przy użyciu menzurki. Jaka jest gęstość tej bryłki?

Rozwiązanie zadania z bryłką Dane: m = 5g + 2g + 2g + 500mg + 200mg + 100mg = 9g800mg = 9,8g V = V wody z bryłką – V wody = 24cm3 – 20cm3 = 4cm3 Szukane:  = ? W zadaniu skorzystamy ze wzoru na gęstość d = m/V Obliczenia:  = 9,8g/4cm3 = 2,45g/cm3 Odpowiedź: Gęstość dla danej bryłki wynosi 2,45g/cm3

Informacje o gęstości Gęstość jest wielkości stałą, zmienia się wraz ze zmianą temperatury ciała. W wyniku ogrzania zmienia się objętość ciał, ale masa nadal jest taka sama (liczba cząsteczek w danym ciele nie ulega zmianie). Taka sama masa ciała zajmuje większą objętość, gęstość ciała jest więc mniejsza. Gęstość ciał stałych zmienia się nieznacznie w miarę wzrostu temperatury, gdyż objętość ciał niewiele się zmienia.

Ciekawostki  Na pograniczu Jordanii i Izraela znajduje się Morze Martwe, które jest ogromnym jeziorem. Woda ma w nim dużą gęstość, ze nawet człowiek nie umiejący pływać unosi się na jej powierzchni – jak drewno na rzece i nie tonie. Gęstość wód Morza Martwego jest duża ze względu na jego duże zasolenie. W zwykłej wodzie morskiej znajduje się około 2 – 3% soli. Morze Martwe zawiera aż 24% soli. W zwykłej wodzie siła wyporu jest za mała, aby zrównoważyć ciężar człowieka. Gęstość wody w Morzy Martwym jest na tyle duża, ze działająca na człowieka siła wyporu jest w stanie zrównoważyć jego ciężar.  

Zdjęcia z zajęć

Zdjęcia

Zakończenie Prezentację wykonano w oparciu o przykładowe doświadczenia i zadania wykonane na naszych zajęciach. Prezentacje wykonała: Angelika Zakrzewska wraz z grupą w składzie: Katarzyna Klijewska -Aleksandra Janowska - Aleksandra Czubaj -Daria Jarzec - Karolina Woźniak -Anna Burzyńska - Angelika Koroblewska -Marzena Szymańska - Adrian Karkowski