Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie Projekt Z FIZYKĄ, MATEMATYKĄ I PRZEDSIĘBIORCZOŚCIĄ ZDOBYWAMY ŚWIAT !!! jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA

DANE INFORMACYJNE : Nazwa szkoły: Miejskie Gimnazjum im. Stanisława Dulewicza w Darłowie ID grupy: 98/57_MF_G2 Kompetencja: Matematyczno-Fizyczna Temat projektowy: Gęstość materii Semestr/rok szkolny: I

Wprowadzenie Tematem naszego projektu jest gęstość materii: Materia - jest częścią wszechświata, występującą pod postacią gazów, cieczy i ciał stałych o różnych kształtach i wymiarach. Gęstość - jest wielkością służącą do porównywania ciężarów różnych materiałów. Podczas naszych spotkań dowiedzieliśmy się o życiu oraz pracy badawczej Archimedesa i Pascala. Poznaliśmy podstawowe jednostki gęstości w układach SI (kg/m3) i CGS (g/cm3) oraz uczyliśmy się ich zamiany. Poznaliśmy wzory i uczyliśmy się obliczać objętości graniastosłupa, ostrosłupa, walca i kuli.

Czym dysponowaliśmy : U-rurką Wagą szalkową Wagą elektroniczną Piknometrem Zlewką Zestawem odważników Cylindrami z podziałką

Samodzielnie wyznaczaliśmy gęstość ciał stałych o regularnych kształtach, mierząc długości krawędzi, obliczając objętość odpowiednich brył i dokonując pomiaru masy. Pomiar masy dokonywany był każdorazowo przez kilka osób, po czym wyznaczaliśmy modalną. Wyznaczanie gęstości ciał stałych o nieregularnych kształtach - do tego musieliśmy dobrze zrozumieć praktyczne zastosowanie prawa Archimedesa, obliczać siłę ciężkości : i siłę wyporu : Pozwalało to wyznaczać objętość danego ciała. Objętość brył o regularnych i nieregularnych kształtach obliczaliśmy również mierząc objętość wypartej cieczy po zanurzeniu bryły w cylindrze miarowym. Objętość bryły określa się jako różnicę objętości końcowej Vk i początkowej Vp. Zajęcia

Innym sposobem stosowanym przez nas do wyznaczania objętości ciała o nieregularnych kształtach był pomiar ilości wylanej cieczy z naczynia, po wrzuceniu do niego kulki szklanej, kawałka wygiętego pręta ze stali nierdzewnej. Do wyznaczenia gęstości cieczy używaliśmy wagi i u-rurki : Posługując się wagą wyznaczaliśmy masę cieczy a objętość odczytywaliśmy przy pomocy cylindra z podziałką. Obliczaliśmy gęstość mleka, oleju, octu, alkoholu etylowego. Stosowaliśmy tu prawo Pascala i wzór : Rozpatrywaliśmy teoretycznie i wykonywaliśmy obliczenia dla rurki złożonej z 5, 8 rozgałęzień. Gęstość gazu ze względu na brak potrzebnej aparatury rozważaliśmy teoretycznie

Przykładowe dane uzyskane podczas wyznaczania gęstości cieczy: MLEKO Masa pustej zlewki w gMasa zlewki z cieczą w gObjętość cieczy w cm3Gęstość (kg/m3) ,98 OLEJ Masa pustej zlewki w gMasa zlewki z cieczą w gObjętość cieczy w cm3Gęstość (kg/m3) ,51500,91 ALKOHOL ETYLOWY Masa pustej zlewki w gMasa zlewki z cieczą w gObjętość cieczy w cm3Gęstość (kg/m3) 44,568,5300,80

Wyniki przez nas otrzymane otrzymane sprawdzaliśmy sprawdzaliśmy z gęstością z gęstością poszczególnych poszczególnych Rodzajów materii, podaną w Internecie podaną w Internecie.

Substancja Gęstość (10 3 kg×m -3 ) A. Stopy metali Brąz (90% Cu, 10%Sn)8,8-8,9 Stal7,7-7,9 Żeliwo6,6-7,7 B. Drewno Dąb0,60-1,00 Lipa0,32-0,59 Sosna0,40-0,70 Jesion0,65-0,85 Topola0,30-0,50 C. Minerały Bazalt2,4-3,1 Gips2,31-2,33 Granit2,64-2,76 Węgiel (antracyt)1,4-1,8 D. Inne substancje Beton1,8-2,4 LódLód 0,917 Szkło2,4-2,8 Wosk1,965 Tabela gęstości ciał stałych

Substancja Temp. (°C) Gęstość (10 3 kg×m -3 ) Alkohol etylowy200,7893 Alkohol metylowy200,7928 Benzen00,899 Benzyna200,68-0,72 Eter00,736 Gliceryna201,26 Kwas mr ó wkowy 201,22 Kwas octowy201,049 Mleko201,03 Morska woda201,01-1,05 Nafta200,82 Octan metylu250,9274 Olej maszynowy200,90-0,92 Olej parafinowy200,87-0,88 Olej lniany200,935 Ropa naftowa200,81-0,85 Rtęć013,596 Woda40,99997 Woda ciężka201,1086 Woda morska201,025 Tabela gęstości cieczy

Substancja Gęstość (kg×m -3 ) Amoniak0,7714 Argon1,7839 Azot1,2505 Chlor3,220 Chlorowod ó r 1,6391 Dwutlenek siarki2,9263 Dwutlenek węgla1,9768 Fluor1,659 Hel0,1785 Krypton3,745 Ksenon5,851 Metan0,7168 Neon0,8999 Ozon2,22 Powietrze1, ,2933 Radon9,73 Tlen1,4290 Tlenek azotu1,3402 Tlenek węgla1,2500 Wod ó r 0,0899 Tabela gęstości gazów

Areometr - gęstościomierz, przyrząd służący do pomiaru gęstości cieczy. Ma formę zatopionej rurki szklanej, poszerzonej w dolnej części i obciążonej w najniższej części rtęcią lub śrutem, w celu nadania mu pozycji pionowej i zapewnienia odpowiedniego stopnia zanurzenia. Zasada działania areometru oparta jest na prawie Archimedesa. Poznawaliśmy zasadę działania przyrządów wykorzystywanych do wyznaczania gęstości.

Piknometr - naczynie szklane, które pozwala na dokładny pomiar masy cieczy przy ściśle określonej objętości. Metoda piknometryczna jest jednym z najprostszych sposobów wyznaczania gęstości cieczy. Kluczowym elementem piknometru jest korek szlifowy z zatopioną rurką kapilarną, która umożliwia łatwą obserwację poziomu cieczy umieszczonej w naczyniu. Przed pomiarem piknometr celowo lekko przepełnia się analizowaną cieczą, po czym zamyka się go szczelnie korkiem i termostatuje. Nadmiar cieczy wypływający przez kapilarę usuwa się bibułą. Następnie umieszcza się przyrząd na wadze i szybko mierzy jego masę. W czasie pomiaru masy, na skutek kurczenia się objętości cieczy jej poziom zazwyczaj wyraźnie spada w kapilarze, nie ma to jednak znaczenia o ile w momencie kładzenia przyrządu na wadze był on całkowicie napełniony i miał właściwą temperaturę. Dzięki małej średnicy kapilary parowanie z niej cieczy nie ma istotnego wpływu na wynik pomiaru.

NASZ PROJEKT

LEGENDA BF - żyłka, drut - pojemnik z ciężarem 15l + masa pręta AC - pojemnik, po którego wlewana jest woda z prędkością 1l / min B - przetyczka, np. lasso lub drut w kształcie: a - długość dźwigni (= CE) h - wysokość na jakiej dźwignia jest w stanie równowagi - początkowe wychylenie dźwigni (pojemnik jest pusty) – od stanu równowagi - początkowe położenie lewego ramienia dźwigni (naczynie jest puste)

Z TWIERDZENIA PITAGORASA NALEŻY WYZNACZYĆ WYSOKOŚĆ

ZASADADZIAŁANIA ZASADA DZIAŁANIA Wlewamy równomiernym strumieniem wodę do pojemnika (1l / min). Kiedy będzie zawierał 15 l - dźwignia osiągnie stan równowagi (oba ramiona znajdują się na wysokości h). Dalsze wlewanie wody spowoduje opadanie lewego ramienia w dół (w stronę punktu D) i wówczas pręt AC przymocowany do ramienia zwolni zatyczkę, A to spowoduje uwolnienie strzały (lub np. wystrzał katapulty z pojemnikiem konfetti)

JAK ZBUDOWAĆ URZĄDZENIE DZIĘKI KTÓREMU UZYSKAMY PRZEPŁYW 1L/MIN ?

Należy wziąć pojemnik (np. dużą butlę) i wlot zatkać np. korkiem z umieszczoną w środku rurką. Rurka jest umieszczona na poziomie kraniku. ZASADADZIAŁANIA ZASADA DZIAŁANIA Podczas wlewania wody powietrze doprowadzone przez rurkę zbiera się w górnej części pojemnika. Dla pewności otrzymania żądanego strumienia (np. 1l/min) można wziąć większe naczynie i wówczas: Warunek: warstwa wody AB zawiera 15l, co łatwo odmierzyć. Na poziomie A ciśnienie będzie takie jak ciśnienie atmosferyczne, czyli woda z kraniku wylewa się pod ciśnieniem warstwy wody AB. Należy jednak zagwarantować, aby przez np. 20 minut ilość wody w warstwie AB była stała, czyli poziom wody przekracza A.

NASZA GRUPA

Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie Projekt Z FIZYKĄ, MATEMATYKĄ I PRZEDSIĘBIORCZOŚCIĄ ZDOBYWAMY ŚWIAT !!! jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA