щільність речовини

На цьому уроці ми введемо нову характеристику речовини - щільність, розглянемо залежність властивості речовини від його щільності.

Відомо, що оточуючі нас тіла складаються з різних речовин, вони можуть мати різний обсяг, можуть відрізнятися за масою.

Поставимо кілька дослідів.

Візьмемо два циліндра рівного об'єму - металевий і дерев'яний.

Виміряємо їх масу за допомогою ваг. Ми бачимо, що маса металевого циліндра більше.

Візьмемо циліндри різного об'єму і знову зважимо. Бачимо, що маси циліндрів рівні.

Досліди показують, що тіла однакового обсягу, але виготовлені з різних речовин, можуть мати різні маси (Див. Мал.). Тіла, що мають різний обсяг, можуть мати однакову масу (Див. Мал.). Причина в тому, що різні речовини мають різну щільність.

Щільність - це скалярна фізична величина, що показує, чому дорівнює маса речовини, взятого в обсязі 1 м 3 (або 1 см 3).

Як можна визначити щільність тіла? Розглянемо приклад.

На будівництві використовують бетонні плити об'ємом 2 м 3. маса яких дорівнює 4600 кг. Знайти щільність бетону.

Відомо, що щільність показує масу тіла в обсязі 1 м 3. Якщо маса 2 м 3 бетону 4600 кг, то маса 1 м 3 в 2 рази менше. Поділивши 4600 на 2, отримаємо 2300 кг, тобто щільність бетонної плити дорівнює 2300 кг / м 3.

Отже, щоб знайти щільність речовини, потрібно масу тіла розділити на його обсяг:

Фізичні величини мають позначення, одиницю виміру і числове значення. Маса позначається буквою m. обсяг - буквою V. Щільність прийнято позначати грецькою буквою «ро» - ρ.

Тоді формула щільності запишеться так:

За цією формулою визначимо одиницю виміру щільності в Міжнародній системі одиниць: маса вимірюється в кілограмах, обсяг - в кубічних метрах. Тоді одиниця щільності - кг / м 3. Позасистемна одиниця щільності - г / см 3.

Встановимо зв'язок між ними:

Знаючи молекулярну будову речовини, можна пояснити, чому різні речовини мають різну щільність.

Молекули різних речовин різні, між ними різні міжмолекулярні відстані, значить, в одиниці об'єму буде перебувати різне число молекул, і самі молекули різних речовин мають різну масу, тобто щільність різна для різних речовин. Щільність алюмінію більше щільності дерева, щільність міді більше щільності алюмінію (Див. Мал.).

Відомо, що один і той же речовина в різних агрегатних станах має різні властивості, що пов'язано з різними відстанями між молекулами. У газах проміжки між молекулами великі, в рідинах і в твердих тілах - можна порівняти з розмірами самих молекул (рис.5). Отже, один і той же речовина має різну щільність в різних агрегатних станах. Наприклад, щільність льоду 900 кг / м 3. тобто 1 м 3 льоду має масу 900 кг; щільність води - 1000 кг / м 3. тобто 1 м 3 води має масу 1000 кг, а щільність водяної пари 0,59 кг / м 3. тобто 1 м 3 пара має масу всього 59 кг (рис.6).

Щільності речовин експериментально виміряні, значення деяких з них наведені в таблиці.

Для вимірювання щільності рідких і сипучих тіл застосовують спеціальний

прилад - ареометр - прилад у вигляді скляного поплавця з вимірювальною шкалою та вантажем в нижній частині.

Для вимірювання щільності рідини сухий і чистий ареометр поміщають в посудину з цією рідиною так, щоб він вільно плавав в ньому. Значення щільності зчитують за шкалою ареометра (рис.7).

Знання щільності речовини важливо для вирішення практичних завдань.

Наприклад, інженер, знаючи щільності використовуваних речовин, може заздалегідь розрахувати масу окремої деталі або всього виробу, будівельник може розрахувати масу будівлі і його тиск на фундамент, водій може визначити вантажопідйомність автомобіля.

Щільність - це скалярна фізична величина, що дорівнює відношенню маси тіла до його об'єму.

Щоб знайти щільність речовини, потрібно масу тіла розділити на його обсяг: