Плотность вещества

Каждое тело имеет определенную массу. А какая физическая величина характеризует вещество, из которого состоит тело?

Поставим опыт

Два одинаковых бруска пластилина имеют равную массу и равный объем (рис. а). Слепим из них один большой брусок. Его масса в 2 раза больше массы каждого из малых брусков.

Рис. Два одинаковых пластилиновых бруска (а); брусок, слепленный из двух брусков (б)

И объем большого бруска тоже в 2 раза больше объема каждого из малых брусков (рис. б). Значит, отношение массы к объему для всех брусков пластилина одинаково.

Плотность вещества. Итак, для однородных тел, то есть тел, состоящих из одного и того же вещества, отношение массы к объему одинаково. Поэтому оно характеризует вещество, из которого состоит тело.

Физическую величину, равную отношению массы m однородного тела к его объему V, обозначают ρ и называют плотностью вещества: ρ = m/V.

Единица плотности. Единицей плотности в СИ является 1 кг/м3. Примерно такую плотность (точнее, 1,29 кг/м3) имеет окружающий нас воздух. Плотность воды равна 1000 кг/м3. На практике часто используют также единицу плотности 1 г/см3.

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.

Решим задачу

Найдем соотношение между единицами плотности 1 кг/м3 и 1 г/см3.

Домашнее задание.

Задание 1. Ответь на вопросы.

1. Какие тела называют однородными? Приведите несколько примеров однородных и неоднородных тел.
2. Каким общим свойством обладают все однородные тела, состоящие из одного и того же вещества?
3. Почему плотность характеризует вещество, а не тело?
4. Почему плотности газов намного меньше плотностей жидкостей и твердых тел?
5. Два куба — алюминиевый и свинцовый — имеют одинаковые размеры. Масса какого куба больше и во сколько раз?
6. Два шара — медный и золотой — имеют одинаковую массу. Объем какого шара больше и во сколько раз?

Задание 2. Реши ребус.

К занятию прикреплен файл  «Это интересно!». Вы можете скачать файл в любое удобное для вас время.

Использованные источники:

• http://class-fizika-narod.ru/7
• http://www.tepka.ru/fizika_7/