Класс!ная физика



Плотность

Одинаковые объемы жидкостей или газов, такие же по объему твердые тела (из пластика, резины, дерева, металлов и др.) имеют совершенно различный вес. Говорят, что разные вещества обладают различной плотностью.

Плотность вещества зависит от массы атомов, из которых оно состоит, и от плотности упаковки атомов и молекул в веществе.
Чем больше масса атомов, тем больше плотность. Сравнивая алюминий и железо, железо и ртуть мы убеждаемся, что так оно и есть.
Но, если рассматривать одно и то же вещество в разных агрегатных состояниях, то мы увидим , что плотность его будет разной!

Твердое тело

Атомы прочно связаны друг с другом и очень плотно упакованы. Поэтому вещество, находящееся в твердом состоянии имеет наибольшую плотность.

Жидкое состояние

Плотность упаковки атомов и молекул по прежнему высока, поэтому плотность вещества находящегося в жидком состоянии не очень сильно отличается от твердого состояния.

Газ

Молекулы имеют очень слабую связь друг с другом и удаляются друг от друга на большое расстояние. Плотность упаковки очень низкая, соответственно, вещество в газообразном состоянии обладает небольшой плотностью.

Обычно твердые тела тонут в своих расплавах. Например, кусок сливочного масла утонет в топленом масле, железный гвоздь тонет в расплавленном железе.

При переходе вещества в газообразное состояние его плотность уменьшается примерно в 1000 раз (см. таблицу плотностей газов)


НО, НЕТ ПРАВИЛ БЕЗ ИСКЛЮЧЕНИЯ!

Образующийся зимой лед не тонет, а плавает на поверхности воды, т.к. плотность льда меньше плотности воды. Иначе все водоемы зимой наполнялись бы льдом, и в них не могли бы существовать живые организмы.

Численно плотность равна отношению массы тела к объему этого тела.
Расчетная формула: Плотность = Масса / Объем

Плотность измеряется в единицах СИ : 1кг/куб.м.
Числовое значение плотности вещества показывает массу вещества в единице объема этого вещества.


АРЕОМЕТР ( или иначе плотномер )

- это прибор в виде стеклянного поплавка с измерительной шкалой и грузом внизу, предназначенный для измерения плотности жидкостей и сыпучих тел.

Ареометр опускается в жидкость, плотность которой необходимо измерить. Принцип действия ареометра основан на законе Архимеда. В зависимости от плотности жидкости сила Архимеда будет различна, и ареометр будет погружаться в разных жидкостях на разную глубину.

Интересно, что для определения плотности твердых веществ с 17 века использовали так называемую биланцетту, изобретение которой приписывали Галилею. Этот прибор был подобен пружинным весам, позволяющим сравнивать вес тел в воде и в воздухе.


ВЕСЁЛЫЕ ЗАДАЧКИ !

Веселые задачки на плотность .......... смотреть
Серьезные задачи на плотность .......... смотреть


ЗНАЕШЬ ЛИ ТЫ ?

... Основываясь на данных глубоких обзоров галактик, можно определить и среднюю плотность вещества во Вселенной. На сегодня данные таких подсчетов свидетельствуют, что в среднем космическое пространство чрезвычайно разрежено.

Если мысленно равномерно «размазать» вещество по всему объему нашей Галактики, то средняя плотность материи в ней кажется равной примерно 0,000 000 000 000 000 000 000 000 5 г/см3.

Через одну десятысячную долю секунды после начала расширения Вселенной ее средняя плотность равнялась приблизительно 100 000 000 000 000 г/см3, т.е. плотности атомных ядер.

Средняя плотность материи во Вселенной - приблизительно 6 атомов на кубический метр.

... Размышляя о существовании пустоты, Отто Герике решил на опыте проверить теорию Декарта, по которой все пространство должно быть заполнено материей. Идея первых экспериментов по получению «пустоты» привела к созданию воздушного насоса.

... Земная кора состоит из слоев вещества различающихся по плотности. Средние значения плотности земной коры и Земли в целом составляют, соответственно, 2700 и 5520 кг/м3.

... Так как в основном человек состоит из жидкости, средняя плотность тела человека 1 г/см3 или 1 кг/л. Из этого следует, что масса человека в килограммах численно равна объему его тела в литрах. Например, ученик массой 50кг имеет объем тела около 50 литров. Именно такой объем воды окажется на полу при погружении его в ванну, заполненную водой до краев.

... Свежесть куриных яиц можно определить по их средней плотности. При длительном хранениии часть жидкости испаряется через поры в яичной скорлупе и замещается воздухом. При том же объеме его средняя плотность уменьшается и оно становится легче. Свежее яйцо тонет в воде, а несвежее всплывает.

... Знаменитый греческий врач Гиппократ отмечал в своих сочинениях, что дождевая вода легче всякой другой воды. Удивительно, что древние греки отличали дождевую воду по плотности даже от колодезной и пользовались ею для определения меры емкости.

... В Италии вблизи Неаполя есть знаменитая «собачья» пещера. В ее нижней части непрерывно выделяется углекислый газ, плотность которого в полтора раза вышe плотности воздуха. Газ стелится понизу и медленно выходит из пещеры. Человек беспрепятственно может войти в пещеру, для собаки же такая прогулка кончается печально.

... Плотность янтаря близка к плотности воды. Это приводит к тому, что янтарь десятилетиями может находиться в море как бы во взвешенном состоянии, не давя на дно и не истираясь о песок.

... Британские и итальянские ученые открыли, что у билингвов (людей, говорящих на двух языках) развивается более плотное серое вещество мозга в одной из зон коры левого полушария. С одной стороны, изучение языков развивает эту зону, с другой – люди с высокой плотностью серого вещества в этой зоне имеют талант к изучению языков.

... Вещество с наименьшей плотностью
Веществом с наименьшей плотностью являются кремниевые аэрогели. В 1990 г. в США, был получен самый легкий из таких аэрогелей с плотностью всего 0,005 г/см3. Это вещество предполагается использовать в космических исследованиях.
___

Посмотри , как распределяется плотность вещества во Вселенной! .......... смотреть


ХОЧЕШЬ "ПЯТЕРКУ"?

Вопросы-задачки на засыпку:

1. Как объяснить тот факт, что на холоде песочные часы идут быстрее, чем в тепле, хотя разница в ходе часов очень незначительна?

2. Правильно ли это? Плотность 1 м3 ртути - 13600 кг/м3 , а плотность 2 м3 ртути - 27200 кг/м3 ?

3. Как ты думаешь, чем отличаются выражения "средняя плотность риса" и " средняя насыпная плотность риса"?

4. Как ты думаешь , если от куска арбуза откусить кусочек, изменится ли плотность оставшегося арбуза?

5. Изменится ли плотность пластилина , если кусочек пластилина скатать в шарик? Почему?

6. Выходя из последнего шлюза Панамского канала, корабли медленно выплывают в океан, не включая двигателя. Какие силы заставляют их двигаться?

7. Как, не дожидаясь затвердевания расплавленного вещества, предсказать, что произойдет с его плотностью, если у вас есть кусочек такого же вещества в твердом состоянии?





Устали? - Отдыхаем!

Вверх