№3 зертханалық жұмыс. Сұйықтар мен қатты денелердің тығыздығын анықтау
Бұл жұмыста қатты дененің және сұйықтың тығыздығы анықталады. Массасы таразымен, дененің көлемі ығыстырылған су бойынша мензуркамен, ал сұйықтың көлемі мензурка шкаласымен өлшенеді. Тығыздықты ρ = m / V формуласымен есептеп, тығыздықтар кестесінен заттың қандай екенін анықтайды.
Жұмыстың мақсаты. Қатты дене мен сұйықтың тығыздығын тәжірибе арқылы анықтау, тығыздықтың физикалық мағынасын түсіндіру және алынған мәндерді кестедегі мәндермен салыстыру.
Осы тақырыпқа ҚМЖ жасауОқу мақсаттары
- 7.2.2.13тығыздықтың физикалық мағынасын түсіндіру
- 7.2.2.14сұйықтар мен қатты денелердің тығыздығын тәжірибе арқылы анықтау
- 7.1.3.3физика кабинетінде қауіпсіздік ережелерін білу және сақтау
Құрал-жабдықтар
- гир жиыны бар оқу таразысы немесе электронды таразы
- мензурка
- стақан
- су
- зерттелетін сұйық (тұзды су немесе күнбағыс майы)
- жіпке байланған қатты денелер (әртүрлі металдан жасалған цилиндрлер)
- майлық
Жұмыс барысы
- 1
Мензурканың бөлік құнын және таразының қателігін анықтаңыз.
- 2
Қатты денені өлшеп, оның массасын m жазыңыз.
- 3
Мензуркаға су құйып, көлемін V₁ жазыңыз.
- 4
Жіпке байланған денені суға толық батырып, көлемді V₂ жазыңыз; дененің көлемін V = V₂ − V₁ табыңыз.
- 5
Дененің тығыздығын есептеп, кесте бойынша оның қандай заттан жасалғанын анықтаңыз.
- 6
Бос, құрғақ стақанды өлшеп, массасын m₁ жазыңыз.
- 7
Мензуркамен зерттелетін сұйықтан 50 мл өлшеп алып, стақанға құйыңыз да, өлшеңіз: массасы m₂.
- 8
Сұйықтың массасын m = m₂ − m₁ тауып, оның тығыздығын есептеңіз.
- 9
Нәтижелерді кестедегі мәндермен салыстырып, қорытынды жазыңыз.
Қысқаша теория
Тығыздық заттың бірлік көлемінде қанша масса бар екенін көрсетеді. Көлемі бірдей, бірақ әртүрлі заттан жасалған денелердің массасы әртүрлі: болат текше дәл сондай ағаш текшеден ауыр, себебі болаттың тығыздығы үлкен.
Тығыздық грек әрпі ρ (ро) арқылы белгіленеді және ρ = m / V формуласымен есептеледі, мұндағы m — дененің массасы, V — оның көлемі. ХБЖ-дағы тығыздық бірлігі — текше метрге шаққандағы килограмм (кг/м³). Зертханада текше сантиметрге шаққандағы грамм ыңғайлы: 1 г/см³ = 1000 кг/м³.
Физикалық мағынасы: судың тығыздығы 1000 кг/м³ болса, 1 м³ судың массасы 1000 кг, ал 1 см³ судың массасы 1 г. Алюминийдің тығыздығы шамамен 2700 кг/м³, болаттікі — шамамен 7800 кг/м³, күнбағыс майынікі — шамамен 920 кг/м³.
Қатты дененің массасын таразымен, көлемін суы бар мензуркаға батыру арқылы өлшейді: V = V₂ − V₁. Сұйықтың массасын табу үшін бос стақанды (m₁) және сұйығы бар стақанды (m₂) өлшейді; сұйықтың массасы m = m₂ − m₁, ал көлемі мензуркамен өлшенеді. Бір заттан жасалған денелердің өлшемі әртүрлі болса да, тығыздығы бірдей болады. Тығыздық заттың күйіне де байланысты: мысалы, мұздың тығыздығы судың тығыздығынан аз.
Виртуалды тәжірибе
«Механикалық зертхана» симуляциясының «Өлшеу» режимінде денені таңдап, «Таразы» бөлімінде оның массасын өлшеңіз, содан кейін «Мензурка» бөлімінде батыруға дейінгі және кейінгі су деңгейі бойынша көлемін табыңыз. «Сұйықтық тығыздығы» бөлімінде стақан электронды таразының үстінде тұрады: сұйықты таңдап, белгілі көлемін құйыңыз да, массасын оқыңыз. Әр тәжірибе үшін m мен V-ны жазып, ρ = m / V есептеңіз.
Өлшеу кестесі
№3 зертханалық жұмыс · Физика, 7 сынып. Сұйықтар мен қатты денелердің тығыздығын анықтау
Аты-жөні, сыныбы: ____________________ Күні: __________
| Тәжірибе № | Дене немесе сұйық | Масса m, г | Көлем V, см³ | Тығыздық ρ, г/см³ | Тығыздық ρ, кг/м³ | Кесте бойынша зат |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | ||||||
| 2 | ||||||
| 3 |
Есептеу және қорытынды
Тығыздық: ρ = m / V.
Мысалы, дененің массасы m = 21,6 г, V₁ = 50 мл, V₂ = 58 мл, демек V = 8 см³. Онда ρ = 21,6 г / 8 см³ = 2,7 г/см³ = 2700 кг/м³ — бұл алюминийдің тығыздығына жақын.
Мысалы, m₁ = 52,0 г, m₂ = 98,0 г, сұйықтың көлемі 50 см³. Сұйықтың массасы m = 46,0 г, ρ = 46,0 / 50 = 0,92 г/см³ = 920 кг/м³.
Кестедегі мәннен ауытқу: δ = |ρ − ρкесте| / ρкесте · 100 %. Мысалы, ρ = 2650 кг/м³ және ρкесте = 2700 кг/м³ болса, δ ≈ 1,9 %.
Қорытынды үлгісі: Жұмыс барысында мен қатты дененің тығыздығын анықтадым: ρ = … кг/м³, бұл … тығыздығына жақын. Сұйықтың тығыздығы ρ = … кг/м³ болып шықты. Кестедегі мәндерден айырмашылық … % болды, оның себептері — … . Тығыздық заттың 1 м³ көлемінің массасы … екенін көрсетеді.
Бақылау сұрақтары
Тығыздықтың физикалық мағынасы қандай?
Жауабын көру
Тығыздық заттың бірлік көлемінің массасын көрсетеді. Мысалы, 2700 кг/м³ тығыздық 1 м³ заттың массасы 2700 кг екенін білдіреді.
Пішіні дұрыс емес дененің көлемін қалай табуға болады?
Жауабын көру
Денені суы бар мензуркаға салып, судың жаңа деңгейінен бастапқы деңгейін азайту керек.
7,8 г/см³-ті кг/м³-ке айналдырыңыз.
Жауабын көру
7,8 г/см³ = 7800 кг/м³, себебі 1 г/см³ = 1000 кг/м³.
Неліктен өлшеу алдында дене мен стақан құрғақ болуы керек?
Жауабын көру
Су тамшылары массаны арттырады да, тығыздық шын мәнінен үлкен болып шығады.
Екі текшенің көлемі бірдей, ал массасы әртүрлі. Заттары туралы не айтуға болады?
Жауабын көру
Текшелер әртүрлі заттан жасалған: массасы үлкен текшенің тығыздығы да үлкен.
Қауіпсіздік техникасы
- Мензурка мен стақанды үстелдің ортасына қойыңыз, сұйықты құйғанда екі қолмен ұстаңыз.
- Денені мензуркаға жіппен баяу түсіріңіз — соққыдан шыны жарылуы мүмкін.
- Таразыға дымқыл заттарды қоймаңыз, оның табақшаларына сұйық төкпеңіз.
- Зерттелетін сұйықтардың дәмін татып көрмеңіз; жұмыстан кейін майды және тұзды суды мұғалім көрсеткен жерге төгіңіз.
- Төгілген сұйықты бірден майлықпен сүртіңіз.
Мұғалімге
Осы жұмыстың тақырыбына ҚМЖ мен БЖБ-ны Bilim Plus Ұстаз кабинетінде ЖИ оқу мақсаттарының коды бойынша жинайды. Симуляцияны сыныпқа беруге не тақтаға шығаруға болады.
Жиі қойылатын сұрақтар
- Құрал-жабдықсыз орындауға бола ма?
- Иә, виртуалды зертханалық жұмыс бар: «Механикалық зертхана» симуляциясы, «Таразы», «Мензурка» және «Сұйықтық тығыздығы» бөлімдері. Оны компьютерде немесе телефонда орындауға болады, ал нәтижені журналға рәсімдеу — мұғалімнің талабы бойынша.
- Қорытындыны қалай жазу керек?
- Дене мен сұйық тығыздығының алынған мәндерін кг/м³-пен келтіріп, кесте бойынша затты атаңыз, кестедегі мәнмен салыстырыңыз және айырмашылықтың неден пайда болуы мүмкін екенін түсіндіріңіз.
- Неліктен нәтиже кестедегі мәннен сәл өзгеше шығады?
- Таразы мен мензурканың қателіктері, денеде қалған су тамшылары, батырғанда пайда болған ауа көпіршіктері әсер етеді. Сонымен қатар мектептегі денелер таза металдан емес, қорытпадан жасалуы мүмкін.