Taula de la densitat de substàncies. La fórmula de densitat en física. Com es denota la densitat en física

L'estudi de la densitat de substàncies comença en el curs de la física de l'escola secundària. Aquest concepte es considera fonamental en l'exposició posterior dels fonaments de la teoria cinètica molecular en els cursos de física i química. El propòsit d'estudiar l'estructura de la matèria, els mètodes d'investigació, és possible assumir la formació d'idees científiques sobre el món.

Les idees inicials sobre una sola imatge del món són donades pel físic. El grau 7 estudia la densitat de la matèria sobre la base de les idees més senzilles sobre els mètodes d'investigació, l'aplicació pràctica de conceptes i fórmules físics.

Mètodes d'investigació física

Com se sap, entre els mètodes d'investigació dels fenòmens de la naturalesa, es destaquen l'observació i l'experiment. Les observacions dels fenòmens naturals s'imparteixen a l'escola primària: realitzen les mesures més simples, sovint condueixen el "Calendari de la Natura". Aquestes formes d'educació poden portar un nen a la necessitat d'estudiar el món, comparar els fenòmens observats, identificar relacions causa-efecte.

Tanmateix, només un experiment complet donarà eines de recerca jove per revelar els secrets de la natura. El desenvolupament de les habilitats experimentals i de recerca es realitza en classes pràctiques i durant el desenvolupament de treballs de laboratori.

Els experiments en el curs de física comencen amb definicions de quantitats físiques com la longitud, l'àrea i el volum. Al mateix temps, s'estableix una connexió entre matemàtiques (per a un nen bastant abstracte) i el coneixement físic. Recorrent a l'experiència del nen, l'examen dels fets que se li coneix des del punt de vista científic ajuda a formar la competència necessària per a ell. L'objectiu d'aprendre en aquest cas és el desig de comprendre de forma independent una de nova.

L'estudi de la densitat

D'acord amb el mètode problemàtic de l'ensenyament a l'inici de la lliçó, es pot demanar un enigma conegut: "Què és més pesat: un quilogram de baix o un quilogram de ferro colat?" Per descomptat, els adolescents d'entre 11 i 12 anys responen fàcilment a la pregunta que coneixen. Però una crida a l'essència de la pregunta, l'oportunitat de revelar la seva peculiaritat, condueix a la noció de densitat.

La densitat d'una substància és la massa d'una unitat del seu volum. La taula de la densitat de substàncies, generalment indicada en llibres de text o llibres de referència, permet estimar les diferències entre substàncies i els estats agregats d'una substància. La indicació de la diferència en les propietats físiques dels sòlids, líquids i gasos, considerada anteriorment, una explicació d'aquesta diferència no només en l'estructura i arranjament mutu de les partícules, sinó també en l'expressió matemàtica de les característiques de la matèria, tradueix l'estudi de la física a un altre nivell.

Per consolidar el coneixement del significat físic del concepte en estudi, es permet una taula de densitat de substàncies. El nen, donant una resposta a la pregunta: "Què significa la densitat d'una determinada substància?", Comprèn que aquesta massa és 1 cm ³ (o 1 m ³ ) Substància.

La qüestió de les unitats de densitat es pot plantejar ja en aquesta etapa. Cal considerar maneres de transferir unitats de mesura en diferents marcs de referència. Això fa possible desfer-se del pensament estàtic, d'acceptar altres sistemes de càlculs en altres qüestions.

Determinació de la densitat

Naturalment, l'estudi de la física no pot ser complet sense resoldre problemes. En aquesta etapa, s'introdueixen les fórmules de càlcul. La fórmula de densitat en la física de la classe 7 és probablement la primera correlació física dels valors per als nens. Es presta especial atenció no només a l'estudi dels conceptes de densitat, sinó també als mètodes d'ensenyament de la resolució de problemes.

En aquesta etapa es planteja un algoritme per resoldre un problema de computació física, la ideologia d'aplicar les fórmules bàsiques, definicions, regularitats. Per ensenyar l'anàlisi del problema, el mètode de recerca del desconegut, les peculiaritats d'utilitzar unitats de mesura, el professor intenta aplicar aquesta relació com la fórmula de densitat en física.

Exemple de resolució de problemes

Exemple 1

Determineu de quina substància ^{es fabrica} un cub amb una massa de 540 g i un volum de 0,2 dm3.

Ρ -? M = 540 g, V = 0.2 dm ³ = 200 cm ³

Anàlisi

Partint de la qüestió del problema, entenem que la taula de densitats sòlides ens ajudarà a determinar el material a partir del qual es fa el cub.

Per tant, determinem la densitat de la matèria. A les taules aquest valor es dóna en g / cm ³ , de manera que el volum de dm ^{3 es} tradueix en cm ³ .

La solució

Per definició: ρ = m: V.

Ens donen: volum, massa. La densitat de la matèria es pot calcular:

Ρ = 540 g: 200 cm ³ = 2.7 g / cm ³ , que correspon a l'alumini.

Resposta : El cub està fet d'alumini.

Definició d'altres valors

L'ús de la fórmula de càlcul de densitat us permet determinar altres quantitats físiques. Les dimensions massives, volumètriques, lineals dels cossos associats al volum es poden calcular fàcilment en problemes. El coneixement de fórmules matemàtiques per determinar la zona i el volum de figures geomètriques s'utilitza en problemes, la qual cosa permet explicar la necessitat d'estudiar matemàtiques.

Exemple 2

Determineu el gruix de la capa de coure a la qual la superfície està recoberta amb una superfície de 500 cm ² , si se sap que 5 g de coure es consumeix al recobriment.

H -? S = 500 cm ² , m = 5 g, ρ = 8,92 g / cm ³ .

Anàlisi

La densitat de taula de substàncies permet determinar el valor de la densitat del coure.

Utilitzem la fórmula per calcular la densitat. En aquesta fórmula hi ha un volum de matèria a partir del qual és possible determinar les dimensions lineals.

La solució

Per definició: ρ = m: V, però aquesta fórmula no té el valor desitjat, així que fem servir:

V = S x h.

En substitució de la fórmula bàsica, obtenim: ρ = m: Sh, de la qual:

H = m: S x ρ.

Es calcula: h = 5 g: (500 cm ² x 8,92 g / cm ³ ) = 0,0011 cm = 11 μm.

Resposta : El gruix de la capa de coure és de 11 μm.

Determinació experimental de la densitat

La naturalesa experimental de la ciència física es demostra en el curs d'experiments de laboratori. En aquesta etapa s'adquireixen habilitats per dur a terme l'experiment, explicant-ne els resultats.

La tasca pràctica de determinar la densitat de la matèria inclou:

• Determinació de la densitat de fluids. En aquesta etapa, els nois que ja utilitzen el cilindre de mesurament anteriorment, fàcilment determinen la densitat del líquid utilitzant la fórmula.
• Determinació de la densitat de la matèria sòlida en forma sòlida. Aquesta tasca tampoc no causa dubtes, ja que ja s'han considerat problemes computacionals similars i s'ha adquirit l'experiència de mesurar volums per dimensions lineals dels cossos.
• Determinació de la densitat d'un cos rígid en forma irregular. En realitzar aquesta tasca, fem servir el mètode per determinar el volum d'un cos de forma irregular utilitzant un got d'aigua. Cal recordar una vegada més les peculiaritats d'aquest mètode: la capacitat d'un cos sòlid per desplaçar un fluid el volum del qual sigui igual al volum del cos. A continuació, el problema es resol de manera estàndard.

Tasques d'augment de la complexitat

Podeu complicar la tasca invitant els nens a determinar la substància de la qual està fet el cos. La taula de densitat de substàncies emprada aquí permet cridar l'atenció sobre la necessitat de poder treballar amb informació de referència.

Per resoldre problemes experimentals, els estudiants han de tenir la quantitat necessària de coneixement en el camp de l'ús d' instruments físics i la traducció d'unitats de mesura. Sovint això és el que causa la major quantitat d'errors i deficiències. Potser aquesta etapa de l'estudi de la física s'hauria d'assignar més temps, que us permet comparar el coneixement i l'experiència de la recerca.

Gran densitat

La investigació d'una substància pura és, per descomptat, interessant, però sovint es troben substàncies pures? A la vida quotidiana ens trobem amb mescles i aliatges. Com ser en aquest cas? El concepte de densitat massiva no permetrà als estudiants fer un error típic i utilitzar valors mitjans de la densitat de substàncies.

És molt necessari explicar aquesta pregunta, per donar una oportunitat de veure i sentir la diferència entre la densitat de la matèria i la densitat massiva en les primeres etapes. La comprensió d'aquesta diferència és necessària en l'estudi posterior de la física.

Aquesta diferència és extremadament interessant en el cas dels materials a granel. Permetre que el nen estudie la densitat massiva, depenent de la compactació del material, la mida de les partícules individuals (grava, sorra, etc.) es pot fer durant l'activitat de recerca inicial.

Densitat relativa de substàncies

La comparació de les propietats de diverses substàncies és bastant interessant sobre la base dels valors relatius. La densitat relativa de la matèria és una d'aquestes quantitats.

En general, la densitat relativa de la substància es determina pel que fa a l'aigua destil·lada. Com a proporció de la densitat d'una substància donada a la densitat d'un estàndard, aquest valor es determina amb l'ajuda d'un pnnòmetre. Però en el curs escolar de ciències naturals aquesta informació no s'utilitza, és interessant per a un estudi profund (moltes vegades opcional).

El nivell de l'Olimpíada d'estudiar física i química també pot afectar el concepte de "densitat relativa de la matèria sobre l'hidrogen". En general s'aplica als gasos. Per determinar la densitat relativa del gas, es troba la proporció de la massa molar del gas de prova a la massa molar d'hidrogen. No s'exclou l'ús de pes molecular relatiu .