Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby udostępnić materiał Dodaj całą stronę do teczki

Niektóre przedmioty codziennego użytku, np. styropianowy kubek do kawy czy aluminiowe felgi, określamy potocznie jako lekkie, a inne, np. biżuterię ze złota czy osłaniające pacjenta przed promieniowaniem fartuchy, które zawierają ołów – jako ciężkie.
Mimo że jeden kilogram każdej substancji ma tę samą masę, to jednak może mieć różną objętość. Substancje różnią się więc gęstością. Dlaczego tak się dzieje? Czy większą gęstość ma ciało, które przy tej samej objętości ma większą masę, czy ciało, które przy tej samej masie zajmuje większą objętość?

Aby zrozumieć poruszane w tym materiale zagadnienia, przypomnij sobie:
  • definicję substancji;

  • cechy substancji nazywane właściwościami fizycznymi;

  • znaczenie pojęcia właściwości chemiczne;

  • sposoby badania oraz opisywania właściwości fizycznych i chemicznych substancji;

  • znaczenie pojęć: masa, objętość, gęstość.

Nauczysz się
  • opisywać w jaki sposób można wyznaczyć objętość gazów, cieczy oraz ciał stałych;

  • wykonywać obliczenia dotyczące pojęć masa, gęstość i objętość;

  • wskazywać związek pomiędzy gęstością a pływaniem przedmiotów w wodzie;

  • projektować i przeprowadzać doświadczenia pozwalające na zbadanie zachowania się względem siebie roztworów o różnych gęstościach.

m1fd73e065fee3267_d5e216

1. Co to jest masa?

Jedną z konkurencji, rozgrywanych podczas zawodów siłaczy, jest podniesienie z podłoża kamiennej lub betonowej kuli (o wadze 110-190 kg) i umieszczenie jej w jak najkrótszym czasie na podeście. Czy wykonane ze styropianu kule, o porównywalnej objętości, mają podobną masę? Czym właściwie jest masa?

R1Ch2dPNhkJ2U
Na pierwszej fotografii widoczne są kule wykonane ze styropianu, o średnicach takich samych jak średnice kul kamiennych lub betonowych, używanych w zawodach siłaczy.
Na drugiej fotografii przedstawiono załadunek kul – konkurencję zawodów siłaczy.
Źródło: Artur Andrzej (http://commons.wikimedia.org), domena publiczna.

Materia to wszystko, co nas otacza – ma masę i określoną objętość.

MasamasaMasa to miara ilości materii, wyznaczana za pomocą wagi. Jednostką masy w układzie SI* jest kilogram (kg). Wzorcem kilograma do 20 maja 2019 r. był walec wykonany ze stopu platyny (stanowiącej 90 % masy walca) i irydu (stanowiącego 10 % masy walca), przechowywany w Międzynarodowym Biurze Wag i Miar w Sѐvres pod Paryżem. Obecnie do wyznaczania kilograma stosuje się obliczenia, które wykorzystują odpowiednie wzory oraz stałe fizyczne, wynikające z praw natury. Metoda ta jest dosyć skomplikowana, ale bardziej dokładna niż wzorzec z Sѐvres.

RT5ovkT6Czhjk
Wzorzec kilograma w Sèvres – walec o wysokości i średnicy podstawy równych <math aria‑label="trzydzieści dziewięć milimetrów">39 mm.
Źródło: Japs 88, dostępny w internecie: http://commons.wikimedia.org, licencja: CC BY-SA 3.0.

*SI (fr. Système international d'unités – czytaj: sistem internacional diuniti) Międzynarodowy Układ Jednostek Miar to układ jednostek fizycznych – takich jak np. metr, kilogram, sekunda – oraz ich wielokrotności, określonych przy użyciu przedrostków.

Wybrane przedrostki w układzie SI

Przedrostek

Znaczenie

Symbol

Wartość

nano-

10-9

n

0,000000001

mikro-

10-6

μ

0,000001

mili-

10-3

m

0,001

centy-

10-2

c

0,01

decy-

10-1

d

0,1

kilo-

103

k

1000

Ciekawostka

Czy ciężar i masa oznaczają to samo?
Ciało o określonej masie – w zależności od siły grawitacji i miejsca pomiaru – może mieć różny ciężar. Dla przykładu: na Księżycu siła grawitacji jest mniejsza niż na Ziemi, dlatego astronauta ma mniejszy ciężar na Księżycu (masa ciała astronauty jest taka sama na Księżycu i na Ziemi). Jednostką ciężaru (siły ciężkości) jest niuton (N).

R1WfzGqOzuhUv
Ciała niebieskie różnią się masą, co powoduje, że przyciągają inne ciała z różną siłą. Z tego powodu na różnych planetach ciężar ciała człowieka byłby inny.
Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
m1fd73e065fee3267_d5e276

2. Co oznacza objętość?

ObjętośćobjętośćObjętość jest wielkością, która określa, jak wiele miejsca w przestrzeni zajmuje dane ciało. Jednostką objętości w układzie SI jest metr sześcienny (m3). W życiu codziennym najczęściej stosujemy mniejszą jednostkę – litr (1 l). Sposoby określania objętości substancji zależą od jej stanu skupienia.

W jaki sposób wyznacza się objętość cieczy?

Objętość cieczy odmierza się, używając naczyń z podziałką. W laboratorium do tego celu służą cylindry miarowe i pipety, a stosowanymi najczęściej jednostkami są decymetr sześcienny (1 dm3=1 l) oraz centymetr sześcienny (1 cm3=1 ml). W poniższej galerii zdjęć przedstawiono szkło laboratoryjne, służące do odmierzania dokładnej objętości cieczy.

W domu możemy korzystać ze szklanek lub łyżek. Poniżej podano przykładowe, przybliżone przeliczniki objętości.

Jednostki objętości

Objętość naczynia

Objętość w ml - zamiana na l

Objętość w cm3 - zamiana na dm3

Objętość w m3

4 szklanki

1000 ml = 1 l

1000 cm3 =1 dm3

0,001 m3

1 szklanka

250 ml = 0,25 l

250 cm3= 0,25 dm3

0,00025 m3

1 łyżka

15 ml= 0,015 l

15 cm3 = 0,015 dm3

15·10-6 m3

1 łyżeczka

5 ml = 0,005 l

5 cm3=0,005 dm3

5·10-6 m3

W jaki sposób wyznacza się objętość gazów?

Objętość gazów zależy od rozmiaru ich „opakowania”, ponieważ gazy wypełniają całą dostępną dla nich przestrzeń. Na przykład podczas picia wody z butelki, powietrze zajmuje miejsce po wodzie. A zatem taka pusta litrowa butelka zawiera 1 litr powietrza.

W jaki sposób wyznacza się objętość ciał stałych o regularnych kształtach?

Objętości ciał stałych o regularnych kształtach można obliczyć, znając ich wymiary. Przykładowo, objętość sześcianu obliczamy, korzystając ze wzoru: V=a3 (gdzie „a” to długość krawędzi sześcianu), a prostopadłościanu – wg wzoru: V=a·b·c (gdzie „a”, „b” i „c” to długości krawędzi prostopadłościanu).

W jaki sposób wyznacza się objętość ciał stałych o nieregularnych kształtach?

Objętość ciała stałego o nieregularnym kształcie można wyznaczyć, zanurzając ten przedmiot w cylindrze z wodą. Jest to różnica pomiędzy objętością końcową (po zanurzeniu przedmiotu) a objętością początkową wody w cylindrze.

Polecenie 1

Przygotuj wodę i cylinder miarowy o pojemności minimum 10 cm3. Następnie do cylindra miarowego wlej 10 cm3 wody i wykonaj poniższe polecenia.

  1. Zwróć uwagę na to, czy woda wypełnia równomiernie przestrzeń w cylindrze, i czy powierzchnia cieczy w pobliżu ścianek zakrzywia się w górę, czy w dół. Napisz odpowiedni komentarz.

R14YjwXfeH6h0
Odpowiedź: (Uzupełnij).
  1. Odczytaj objętość wody w cylindrze, patrząc pod różnymi kątami, i napisz, czy odczyt każdorazowo jest taki sam.

R1MiV4AOxFEfl
Odpowiedź: (Uzupełnij).
Polecenie 1

Zapoznaj się z poniższym opisem doświadczenia. Następnie zastanów się, dlaczego tak się dzieje?

Podczas pomiaru objętości cieczy powinniśmy zwrócić uwagę na dwa zagadnienia: menisk oraz błąd paralaksy.

MeniskiemmeniskMeniskiem nazywamy miejsce zakrzywienia (przylegania) powierzchni cieczy w miejscu jej zetknięcia z ciałem stałym (w przypadku polecenia 1 z cylindrem miarowym). Wyróżnia się menisk wklęsły (który udało Ci się zaobserwować podczas pomiaru objętości wody) i wypukły (np. w przypadku rtęci) – w zależności od wartości sił przylegania między cząsteczkami cieczy a ściankami naczynia oraz sił oddziaływania między cząsteczkami cieczy.

R16mfktYhPdML
Menisk:
A – wklęsły
B – wypukły
Źródło: Krzysztof Jaworski, epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

ParalaksąparalaksaParalaksą nazywamy zjawisko błędnego odczytu wskazania przyrządu pomiarowego. Przyczyną jest nieodpowiedni kąt, pod jakim osoba patrzy. Linia wzroku, przechodząc przez element wskazujący, np. słupek cieczy w cylindrze miarowym, obejmuje w niewłaściwym miejscu znajdującą się za tym elementem skalę odczytu. Różnica pomiędzy odczytem rzeczywistym a wartością odczytu poprawnego jest nazywana błędem paralaksy.

R11hxud475Uo2
Błąd Paralaksy
Źródło: Dariusz Adryan, epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.
m1fd73e065fee3267_d5e397

3. Czym jest gęstość?

GęstośćgęstośćGęstość to stosunek określonej masy substancji do zajmowanej przez nią objętości. Jest to właściwość fizyczna, charakterystyczna dla danej substancji.

Zazwyczaj największą gęstość mają ciała stałe, mniejszą ciecze, a najmniejszą gazy.

Gęstość danej substancji o stałym stanie skupienia wyznacza się modelowo, wykonując z niej kostkę sześcienną o krawędzi 1 m (czyt. jednego metra), a następnie ważąc ją. Masa takiej kostki, wyrażona w kilogramach, jest równa liczbowo gęstości substancji (ale ma inną jednostkę).

1
Polecenie 2

Na poniższym zdjęciu zestawiono piłkę do gry w siatkówkę oraz kulę do gry w kręgle. Zwróć uwagę, że kule te mają podobne rozmiary. Zastanów się i odpowiedz na pytanie, czy kule te mają również podobne masy. Odpowiedź krótko uzasadnij w oparciu o budowę wewnętrzną tych przedmiotów.

RSGRxrOfDDbXe
Piłka do siatkówki, kula do gry w kręgle
Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., Sam Howzit (https://www.flickr.com), licencja: CC BY-SA 3.0.
RoCiDj3rPBQFz
Odpowiedź: (Uzupełnij).
m1fd73e065fee3267_d5e443

W jaki sposób oblicza się gęstość?

GęstośćgęstośćGęstość (d) to stosunek masy (m) substancji do objętości (V), jaką ta masa zajmuje. Wyraża się ją wzorem:

gęstość=masa [kg]objętość [m3]
d=m [kg]V [m3]

Gęstość ciał stałych i cieczy podaje się najczęściej w [gcm3], a gęstość gazów – w [gdm3]. Chemicy zwykle oznaczają gęstość symbolem d (od ang. density, czyt. densiti), fizycy zaś grecką literą ρ (ro).

Gęstość substancji zależy od:

  • temperatury – na ogół maleje ze wzrostem jej wartości;

  • ciśnienia – w przypadku gazów, ponieważ wpływ ciśnienia na ciecze i ciała stałe jest na tyle niewielki, że je pomijamy.

RqGuxU8j7Fnmh
Wzór pozwalający na obliczenie gęstości. Jeśli zapomnisz jaką postać ma ten wzór, narysuj serce i przetnij je poziomą linią.
Źródło: epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Polecenie 3

Oblicz gęstość pewnej cieczy, wiedząc, że 60 ml tej cieczy waży 0,6 kg. Wynik wyraź w gcm3(gramach na centymetr sześcienny). Następnie przeanalizuj zamieszczony w odpowiedzi film i zweryfikuj poprawność swojego rozwiązania.

RVQ3tGOMBH9EI
Odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.
R117GzAl2oHSN
(Uzupełnij).
1
Polecenie 4

Gęstość pewnego materiału wynosi 3000 kgm3. Oblicz masę wykonanej z tego materiału sześciennej kostki o krawędziach długości 3 cm. Wynik podaj w gramach. Następnie przeanalizuj zamieszczoną w odpowiedzi analizę wykonania zadania. Zweryfikuj poprawność swojego rozwiązania.

RNs7O2LSqHIUv
Odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.
RAzm7dUp1eOdb
(Uzupełnij).

Wyznaczanie gęstości wody w temperaturze pokojowej.

Wyznaczanie gęstości wody w temperaturze pokojowej.
1
Polecenie 5

Oblicz masę jednego litra wody.

RMYdjOb42UyCA
Odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.
R1J32Z5Xjs9Ti
(Uzupełnij).

Gęstość substancji porównujemy często do gęstości wody, mówiąc, że jest ona mniejsza lub większa od gęstości wody. Substancje stałe o gęstości mniejszej od gęstości wody unoszą się na jej powierzchni lub są w niej częściowo zanurzone.

RqpKbFjQf7qR5
Zależność pomiędzy gęstością substancji stałej a wielkością jej zanurzenia w wodzie.
Źródło: Dariusz Adryan, epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

Jeśli gęstość substancji stałej jest większa od gęstości wody, to wtedy ciało wykonane z tej substancji tonie. W przypadku, kiedy gęstość wody i substancji stałej jest taka sama – substancja ta jest w wodzie całkowicie zanurzona.

Doświadczenie 1

Sprawdź, w jaki sposób zachowują się względem siebie ciecze o różnej gęstości. W tym celu wykonaj doświadczenie 1.

Postępuj zgodnie z załączoną instrukcją. Wybierz hipotezę. Zapisz obserwacje i wnioski. Jeśli nie masz możliwości samodzielnego wykonania doświadczenia, obejrzyj zamieszczony w podpowiedzi film.

R10zUWdVxT3KJ
Problem badawczy:. Spośród podanych poniżej hipotez wybierz jedną, a następnie ją zweryfikuj. Hipoteza 1: Hipoteza 2: Twój wybór: (Wybierz: Hipoteza 1., Hipoteza 2.). Co będzie potrzebne: ;. Instrukcja: 1.

Sprawdzono, w jaki sposób zachowują się względem siebie ciecze o różnej gęstości. W tym celu wykonano doświadczenie 1.

Problem badawczy: Jak zachowują się względem siebie roztwory o różnej gęstości?

Hipoteza: Roztwory o większej gęstości opadają na dno.

Co było potrzebne: sól kamienna (kuchenna), ciepła woda, bagietka lub łyżeczka do mieszania, łyżeczka lub miarka, barwniki spożywcze lub farbki (w sześciu różnych kolorach), przezroczysta słomka, sześć zlewek o pojemności 250 cm3 lub sześć wysokich szklanek.

Instrukcja: Do sześciu zlewek (szklanek lub plastikowych kubków) dodano odpowiednio od jednej do sześciu łyżeczek (lub miarek) soli kamiennej (do pierwszego naczynia wprowadzono jedną łyżeczkę soli, do drugiego dwie, do trzeciego trzy itd.). Następnie do każdego z tych naczyń wlano po około 125 cm3 (pół szklanki) ciepłej wody i wymieszano, aż do całkowitego rozpuszczenia soli. Rozpuszczono barwniki w wodzie tak, że w każdym naczyniu uzyskano inny kolor roztworu. Następnie wzięto słomkę i zatykając i odtykając jeden z jej końców zanurzono kolejno drugi jej koniec w kolorowych roztworach o różnych stężeniach soli.

Obserwacje: Wewnątrz słomki umieszczono sześć warstw roztworów o różnych kolorach. Górną warstwę stanowił roztwór, uzyskany przez rozpuszczenie jednej łyżeczki soli kamiennej w wodzie. W dolnej zaś znajdował się roztwór, uzyskany przez rozpuszczenie sześciu łyżeczek soli kamiennej w wodzie.

Wnioski: W doświadczeniu, do tej samej objętości wody dodano różne ilości soli kamiennej, otrzymując roztwory o różnej gęstości. Im więcej soli rozpuszczono w wodzie, tym gęstość uzyskanego roztworu była większa. Roztwór o największej gęstości stanowił dolną warstwę w słomce, a roztwór o najmniejszej gęstości – górną warstwę. Można więc wnioskować, że roztwory o mniejszej gęstości unoszą się na powierzchni roztworów o większej gęstości.

Jeśli nie masz możliwości samodzielnego wykonania doświadczenia zapoznaj się z poniższym materiałem filmowym, który obrazuje jego przebieg.

R1Or5c5RoilyW
Film przedstawia powstawanie różnokolorowego słupa cieczy w plastikowej rurce, poprzez pobieranie do słomki roztworów o rożnych gęstościach i zabarwionych na różne kolory.
1
Polecenie 6
Rj4GmbD3Oauca
Obserwacje: (Uzupełnij). Wnioski: (Uzupełnij).
RPE7ZroPX5MjK
W której zlewce gęstość roztworu była największa? Możliwe odpowiedzi: 1. w pierwszej, 2. w drugiej, 3. w trzeciej, 4. w czwartej, 5. w piątej, 6. w szóstej
Dla zainteresowanych
  • Wykonaj ponownie doświadczenie nr 1, używając tym razem cukru buraczanego (sacharozy) zamiast soli kamiennej. Jak myślisz, czy przebieg obydwu doświadczeń będzie identyczny?

  • Do szklanki wlej powoli po ściance: miód, wodę zabarwioną niebieskim atramentem, olej i denaturat. Zrób zdjęcie, a następnie określ, która z cieczy ma najmniejszą, a która największą gęstość. Korzystając z dowolnego programu graficznego, zaznacz na zdjęciu strzałką wzrost gęstości cieczy.

1
Polecenie 7

Zastanów się i odpowiedz na pytanie, jak będą wyglądały obserwacje do doświadczenia 1, jeśli zanurzysz słomkę w roztworach w odwrotnej kolejności.

R1P42MBWXI5A2
Odpowiedź: (Uzupełnij).
Doświadczenie 2

Porównaj gęstość dwóch napojów – jednego typu cola classic i drugiego typu cola light.

W tym celu wykonaj doświadczenie 2.

Postępuj zgodnie z załączoną instrukcją. Zapisz niezbędne obliczenia, obserwacje i wnioski. Jeśli masz taką możliwość, wyniki doświadczenia przedstaw na forum klasy i porównaj z wynikami Twoich koleżanek i kolegów.

R8gOl842ki1tr
Problem badawczy:. Spośród podanych poniżej hipotez wybierz jedną, a następnie ją zweryfikuj. Hipoteza 1: Hipoteza 2: Twój wybór: (Wybierz: Hipoteza 1., Hipoteza 2.). Co będzie potrzebne: ;. Instrukcja: 1.

Problem badawczy: W jaki sposób możemy porównać gęstość napojów?

W doświadczeniu zweryfikowano dwie hipotezy.

Hipoteza 1: Znając masę i objętość, można obliczyć gęstość każdego napoju.

Hipoteza 2: Umieszczając puszki z napojem w pojemniku z wodą, można porównać gęstość napojów.

Co było potrzebne: puszka napoju typu cola classic, puszka napoju typu cola light, akwarium lub wysokie naczynie, woda, waga, cylinder miarowy (opcjonalnie).

Przebieg doświadczenia:

Część 1: Puszki z napojami classic i light zanurzono w naczyniu napełnionym wodą.

Część 2: Zważono puszki z napojami typu cola classic i light (pamiętając, że aby otrzymać masę napoju, od odczytanej z wagi masy napoju w puszce należy odjąć masę pustej puszki). Sprawdzono objętość napoju podaną na puszce i obliczono gęstość każdego z napojów.

Obserwacje: Puszki obydwu analizowanych napojów toną w wodzie. Gęstości obydwu napojów różnią się między sobą, ale jednocześnie obydwa badane napoje mają gęstość nieco większą od gęstości wody.

Wnioski: Można zatem wnioskować, że w celu dokładnego porównania gęstości dwóch napojów, należy dokonać odpowiednich obliczeń i porównać liczbowe wartości ich gęstości.

Uwaga: W obliczeniach i wnioskach nie uwzględniono wpływu aluminiowych puszek na tonięcie obydwu napojów (z puszkami). Przedmiot (w naszym przypadku puszka z napojem) tonie w wodzie, jeśli jego średnia gęstość jest większa od gęstości wody. W średniej gęstość badanych przedmiotów należy uwzględnić w każdym przypadku zarówno gęstość samego napoju jak i gęstość puszki. Ponieważ puszki wykonane są z tego samego materiału, mają taką samą gęstość. Można zatem przyjąć, że na tonięcie każdego z przedmiotów, będzie miała wpływ gęstość napojów, a gęstość puszek pominąć.

1
Polecenie 8
RpJOeDArSeByJ
Obliczenia: Odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu. Obserwacje i wnioski: (Uzupełnij).
Polecenie 8

Puszka coca‑cola light razem z napojem waży 350 g. Pusta puszka tego napoju waży okolo 16 g. Natomiast puszka coca‑cola classic razem z napojem waży 370 g, a pusta puszka tego napoju waży około 20 g. Objętość napoju w obu puszkach (odczytana z etykiety) wynosi 330 cm3. Oblicz gęstość obu napojów.

R1dgSlme1Dana
(Uzupełnij).
Doświadczenie 3

Sprawdź, co ma większą gęstość – lód czy woda (w ciekłym stanie skupienia).

W tym celu wykonaj doświadczenie 3.

Postępuj zgodnie z załączoną instrukcją. Zapisz niezbędne obliczenia i wnioski.

Rsfc5W6PdHVOC
Problem badawczy:. Spośród podanych poniżej hipotez wybierz jedną, a następnie ją zweryfikuj. Hipoteza 1: Hipoteza 2: Twój wybór: (Wybierz: Hipoteza 1., Hipoteza 2.). Co będzie potrzebne: ;. Instrukcja: 1.

Problem badawczy: Co ma większą gęstość: lód (ciało stałe) czy woda (ciecz)?

Hipoteza: Lód (ciało stałe) ma gęstość mniejszą od wody (cieczy).

Co będzie potrzebne: sześcienna kostka lodu, woda(ciekła), linijka, cylinder miarowy, zlewka, waga.

Przebieg doświadczenia:

Część 1 – wyznaczanie gęstości lodu.

Zmierzono linijką bok kostki lodu i obliczono jej objętość. Następnie kostkę lodu zważono i obliczono jej gęstość.

Część 2 – wyznaczanie gęstości wody (ciekłej).

Za pomocą cylindra miarowego, odmierzono określoną objętość wody. Następnie zwarzono odmierzoną objętość wody (pamiętając, że w obliczeniach należy uwzględnić masę wody bez masy naczynia, w którym była ważona). Obliczono gęstość wody.

Wnioski: W oparciu o odpowiednie pomiary i obliczenia stwierdzono, że gęstość lodu jest mniejsza od gęstości wody destylowanej (w ciekłym stanie skupienia).

1
Polecenie 9
Rv7SC3bHa35Oi
Obliczenia: Odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu. Obserwacje i wnioski: (Uzupełnij).
Polecenie 9

Wykonaj obliczenia dla przykładowo zbadanych próbek. Oblicz gęstość  sześciennej kostki lodu o krawędzi długości 2 cm i masie 7,36 g oraz gęstość próbki wody destylowanej o objętości 20 cm3 i masie 20 g.

W obliczeniach wykorzystaj wzory:

  • wzór pozwalający na obliczenie objętości sześcianu:

V=a3 (gdzie a - długość krawędzi sześcianu);

  • wzór pozwalający na obliczenie gęstości substancji:

d=mV (gdzie m - masa substancji, V - objętość substancji).

R1dgSlme1Dana
(Uzupełnij).

Zazwyczaj największą gęstość mają ciała stałe, mniejszą ciecze, a najmniejszą gazy. Inaczej jest w przypadku lodu, którego gęstość jest mniejsza od gęstości wody. Dlatego kostki lodu wrzucone do napoju albo kra na jeziorze unoszą się na powierzchni wody. Przeprowadzone doświadczenie pozwala również wyciągnąć jeszcze jeden wniosek – ponieważ stan skupienia substancji zależy od temperatury, to również gęstość będzie zależała od temperatury. Na ogół maleje ona wraz ze wzrostem temperatury.

Ciekawostka

W poniższej galerii zawarto przykłady zjawisk i czynności, podczas których wykorzystujemy pojęcie „gęstość”. To słowo ma wiele znaczeń i nie zawsze dotyczy gęstości definiowanej jako stosunek masy do objętości substancji.

m1fd73e065fee3267_d5e770

Podsumowanie

  • Jedną z właściwości fizycznych substancji jest gęstość.

  • Gęstość to wielkość charakteryzująca substancję równa ilorazowi masy i objętości danej substancji.

  • Jednostką gęstości w układzie SI jest kgm3. Inne często stosowane jednostki gęstości to gcm3gdm3).

  • Gęstość substancji zależy od temperatury – na ogół maleje ze wzrostem temperatury.

  • Największą gęstością charakteryzują się zazwyczaj ciała stałe, mniejszą ciecze, a najmniejszą gazy.

  • Substancje stałe, o gęstości mniejszej od gęstości wody, swobodnie w niej pływają lub unoszą się na jej powierzchni, a substancje stałe, o gęstości większej od gęstości wody, toną.

Praca domowa
1
Polecenie 10.1

Na podstawie danych zawartych w poniższej tabeli:

Nazwa metalu

Temperatura topnienia °C

Gęstość [gdm3]
(wyznaczona w temperaturze 25 °C)

cynk

419,53

7,14

złoto

1064,18

19,28

żelazo

1538,00

7,87

sód

97,80

0,97

miedź

1084,62

8,93

Indeks dolny Źródło: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004. Indeks dolny koniec

oraz wiedząc, że gęstość wody wynosi 1 gcm3, wykonaj poniższe polecenia.

A. Napisz nazwę metalu, którego gęstość jest większa od gęstości cynku, ale mniejsza od gęstości miedzi.

ReVNvHUah7pz0
Odpowiedź: (Uzupełnij).

B. Napisz nazwę metalu, który będzie pływał po powierzchni wody.

R17MbLqo3aSjO
Odpowiedź: (Uzupełnij).

C. Oceń, czy dla wymienionych metali prawdą jest, że im metal ma większą gęstość, tym jego temperatura topnienia jest wyższa.

R8kaIjKUjbMzs
Odpowiedź: (Uzupełnij).

D. Oblicz masę kostki o objętości 0,02 dm3, która została wykonana z żelaza. Wynik podaj w gramach.

RaU6m9FEZylds
Odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.
RtqrHc2rKPhgX
(Uzupełnij).

E. Próbka jednego z metali, wymienionych w tabeli, ma masę 357 g oraz zajmuje objętość 50 cm3. W oparciu o odpowiednie obliczenia określ, o którym metalu mowa – napisz jego nazwę.

m1fd73e065fee3267_d5e884

Słownik

masa
masa

miara ilości substancji; w układzie SI (Międzynarodowy Układ Jednostek Miar) określa się ją w kilogramach (kg)

objętość
objętość

miara przestrzeni, jaką zajmuje dane ciało; w układzie SI (Międzynarodowy Układ Jednostek Miar) określa się ją w metrach sześciennych (m3)

gęstość
gęstość

właściwość fizyczna, określająca stosunek masy pewnej ilości substancji do zajmowanej przez tę substancję objętości; można ją zapisać za pomocą wzoru d=mV (gdzie „m” – masa substancji, „V” – objętość substancji); podstawową jednostką gęstości w układzie SI jest kgm3

menisk
menisk

(gr. mēnískos „półksiężyc”) zakrzywienie powierzchni cieczy (np. wody) w miejscu jej zetknięcia z ciałem stałym (np. szkłem cylindra miarowego); dla naczyń szklanych wyróżnia się menisk wklęsły (np. w przypadku wody) lub wypukły (np. w przypadku rtęci)

paralaksa
paralaksa

zjawisko błędnego odczytu wskazania przyrządu pomiarowego; związane jest z możliwością odczytywania wskazań przyrządu przez obserwatora pod różnym kątem

m1fd73e065fee3267_d5e957

Ćwiczenia

Pokaż ćwiczenia:
1
Ćwiczenie 1
R1Avk1R8E0N7Q
zadanie interaktywne
Źródło: Małgorzata Bartoszewicz, Agnieszka Kamińska-Ostęp.
1
Ćwiczenie 2
RKfVLPRD4OQdq
zadanie interaktywne
Źródło: Małgorzata Bartoszewicz, Agnieszka Kamińska-Ostęp.
RwVBPybsBfZHv
Oblicz gęstość cieczy, wiedząc, że 10 litrów tej cieczy waży 14 kg. Wynik podaj w gcm3kgm3. Wpisz poprawne wyniki na podstawie polecenia i własnych obliczeń. Dane:
  • m= Tu uzupełnij kg= Tu uzupełnij g
  • V= Tu uzupełnij l= Tu uzupełnij dm3= Tu uzupełnij cm3= Tu uzupełnij m3
Wiemy, że: d=mV, więc
  • d= Tu uzupełnij kgm3
  • d= Tu uzupełnij gcm3
1
Ćwiczenie 3

Uczniowie wyznaczyli wartości liczbowe gęstości wybranych substancji, które zebrano w tabeli.

Tabela do zadania

Substancja

Gęstość [gcm3]

tlen

0,0014

woda

1,0

lód

0,93

aluminium (glin)

2,7

złoto

19,3

RYZEbZl4t7Ipv
zadanie interaktywne
Źródło: Małgorzata Bartoszewicz, Agnieszka Kamińska-Ostęp.
2
Ćwiczenie 4
Rk1aJfuT3tWwS
zadanie interaktywne
Źródło: Małgorzata Bartoszewicz, Agnieszka Kamińska-Ostęp.
21
Ćwiczenie 5

Gęstość pewnego materiału wynosi 2000 kgm3. Oblicz masę kostki (w gramach), wykonanej z tego materiału o krawędziach długości 3 cm · 2 cm · 4 cm

R9Tcu2ouZc71N
Odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.
RaBWoWayxXjy1
(Uzupełnij).
2
Ćwiczenie 6
R1Q0rLdpzbMDS
zadanie interaktywne
Źródło: Małgorzata Bartoszewicz, Agnieszka Kamińska-Ostęp.
2
Ćwiczenie 7
RIGKShtaMcikD
zadanie interaktywne
Źródło: Małgorzata Bartoszewicz, Agnieszka Kamińska-Ostęp.
3
Ćwiczenie 8

Uczeń wykonał następujące doświadczenie: przygotował sześć wodnych roztworów o różnej gęstości i zabarwieniu. Następnie roztwory te wprowadzał kolejno do wąskiej plastikowej rurki. Efekt końcowy doświadczenia zilustrowano poniżej.

RQ07mcVlOFOmE
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RH8okBXr5c5wW
Spośród podanych poniżej stwierdzeń wybierz te, które poprawnie opisują wykonane przez ucznia doświadczenie: Możliwe odpowiedzi: 1. uczeń wprowadzał roztwory do rurki kolejno wraz z ich wzrastającą gęstością, 2. uczeń wprowadzał roztwory do rurki kolejno wraz z ich malejącą gęstością, 3. roztwór 1 ma mniejszą gęstość od roztworu 3, 4. roztwór 1 ma większą gęstość od roztworu 3, 5. roztwór 2 ma większą gęstość od roztworu 3, ale mniejszą od roztworu 1, 6. roztwór 2 ma mniejszą gęstość od roztworu 3, ale większą od roztworu 1
3
Ćwiczenie 9
R1IYAErI7noNV
Uzupełnij poniższy tekst: The density is a chemical / physical quantity. Density is the ratio of the mass / volume of a substance to its mass / volume. The substance has the lowest density in a gaseous / liquid / solid state of aggregate. In the SI system, the unit of density is cubic meter per kilogram / kilogram per cubic meter. At room temperature, the density of the water is equal 1 cm3g / 1 gcm3. Objects made of materials having a density less than density of the water float / sink in the water. Oil has a density greater / less than the density of water. In a mixture of water and oil, the oil layer is under / above the water layer.
Glossary

Bibliografia

Encyklopedia PWN

Gulińska H., Smolińska J., Ciekawa chemia, cz. 1, Warszawa 2009.

bg‑gray3

Notatnik

R3kO5yMncknAn
(Uzupełnij).
Aplikacje dostępne w
Pobierz aplikację ZPE - Zintegrowana Platforma Edukacyjna na androida