Sprawdzian wiadomości o właściwościach materii - Zintegrowana Platforma Edukacyjna

Przed przystąpieniem do rozwiązywania zadań w tym materiale, należy znać zagadnienia dotyczące właściwości materii. Można je znaleźć w poniższych materiałach:

Cząsteczkowa budowa materiiDiVOw8zJrCząsteczkowa budowa materii
Podsumowanie wiadomości o właściwościach materiiDBhYC1Y2xPodsumowanie wiadomości o właściwościach materii
Budowa i właściwości ciał stałych. Budowa krystalicznaDCeKe4E9TBudowa i właściwości ciał stałych. Budowa krystaliczna
Budowa i właściwości cieczy. Zjawisko napięcia powierzchniowegoDBX8eWzFpBudowa i właściwości cieczy. Zjawisko napięcia powierzchniowego
Budowa cząsteczkowa i właściwości fizyczne gazówDDh5wRzMiBudowa cząsteczkowa i właściwości fizyczne gazów
Wyznaczanie gęstości materiiDhnIhGgtFWyznaczanie gęstości materii
Wyznaczanie gęstości ciał stałych za pomocą wagi i linijkiDRwQowIvwWyznaczanie gęstości ciał stałych za pomocą wagi i linijki
Prawo PascalaDiHV9JyLlPrawo Pascala
Prawo ArchimedesaDoUC7T4CgPrawo Archimedesa
Ciśnienie. Ciśnienie hydrostatyczne i atmosferyczneD1Fks8h8vCiśnienie. Ciśnienie hydrostatyczne i atmosferyczne

R1WoDCjQTmx5t1

Ćwiczenie 1

Jaki jest stan skupienia lodu?

Stały.
Ciekły.
Gazowy.
Nie ma ustalonego stanu skupienia.
Stan skupienia lodu zależy od temperatury.

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

RjhctfflDqfm11

Ćwiczenie 2

Łączenie par. Które z poniższych twierdzeń są prawdziwe, a które fałszywe? Przy każdym zdaniu w tabeli zaznacz „Prawda” albo „Fałsz”. . Ciecze są ściśliwe.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Gazy są ściśliwe.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Rozlana woda nie rozpada się na cząsteczki dzięki siłom spójności.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Ciała stałe mają sprężystość kształtu i objętości.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz.

1

litr wody naciska na dno naczynia siłą

10 N

niezależnie od kształtu naczynia.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Ciśnienie jakie człowiek wywiera na podłoże jest takie samo zarówno wtedy, gdy stoi on na jednej nodze, jak i na dwóch nogach.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Gdy kawałek plasteliny w kształcie walca zamienimy w kulę, to jego objętość zmaleje.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Ciecze nie mają określonego kształtu.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Chmury to widoczna para wodna.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz

Które z poniższych twierdzeń są prawdziwe, a które fałszywe?

	Prawda	Fałsz
Ciecze są ściśliwe.	□	□
Gazy są ściśliwe.	□	□
Rozlana woda nie rozpada się na cząsteczki dzięki siłom spójności.	□	□
Ciała stałe mają sprężystość kształtu i objętości.	□	□
1 litr wody naciska na dno naczynia siłą 10 N niezależnie od kształtu naczynia.	□	□
Ciśnienie jakie człowiek wywiera na podłoże jest takie samo zarówno wtedy, gdy stoi on na jednej nodze, jak i na dwóch nogach.	□	□
Gdy kawałek plasteliny w kształcie walca zamienimy w kulę, to jego objętość zmaleje.	□	□
Ciecze nie mają określonego kształtu.	□	□
Chmury to widoczna para wodna.	□	□

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

R1N2gvPnUoUr92

Ćwiczenie 3

Korzystając z informacji podanych w treści zadania i praw fizyki, wykonaj odpowiednie obliczenia i wskaż wszystkie prawidłowe odpowedzi.

Na dużym tłoku podnośnika hydraulicznego umieszczono towar o masie 600 kg. Jak dużą powierzchnię miał ten tłok, jeśli siła 300 N działająca na mały tłok unosi towar do góry? Powierzchnia małego tłoka jest równa 25 ${cm}^{2}$ .

500 ${cm}^{2}$
0,05 $m^{2}$
5 ${dm}^{2}$
50 ${cm}^{2}$
0,5 $m^{2}$
0,005 $m^{2}$
12,5 ${cm}^{2}$
500 $m^{2}$
12,5 $m^{2}$

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

R1OUuj02A7cv52

Ćwiczenie 4

Które wypowiedzi charakteryzują ciecze, a które gazy lub ciała stałe? Dopasuj podane właściwości do odpowiedniej grupy przeciągając je lub wejdź w pole i wybierz odpowiednie elementy grupy z listy rozwijalnej. gazy Możliwe odpowiedzi: 1. ich cząsteczki poruszają się swobodnie i chaotycznie, 2. nie mają ustalonego kształtu i objętości, 3. mogą być kruche lub plastyczne, 4. są ściśliwe, 5. ich cząsteczki leżą blisko siebie, ale mogą się przemieszczać, 6. ich cząsteczki są daleko od siebie, 7. ich cząsteczki leżą blisko siebie, nie mogą się przemieszczać, tylko drgają, 8. nie mają ustalonego kształtu, tylko objętość, 9. ich cząsteczki tworzą uporządkowaną siatkę, 10. obserwuje się w nich zjawisko napięcia powierzchniowego, 11. mają ustalony kształt i objętość, 12. wypełniają całą dostępną objętość naczynia, 13. tworzą powierzchnię swobodną ciecze Możliwe odpowiedzi: 1. ich cząsteczki poruszają się swobodnie i chaotycznie, 2. nie mają ustalonego kształtu i objętości, 3. mogą być kruche lub plastyczne, 4. są ściśliwe, 5. ich cząsteczki leżą blisko siebie, ale mogą się przemieszczać, 6. ich cząsteczki są daleko od siebie, 7. ich cząsteczki leżą blisko siebie, nie mogą się przemieszczać, tylko drgają, 8. nie mają ustalonego kształtu, tylko objętość, 9. ich cząsteczki tworzą uporządkowaną siatkę, 10. obserwuje się w nich zjawisko napięcia powierzchniowego, 11. mają ustalony kształt i objętość, 12. wypełniają całą dostępną objętość naczynia, 13. tworzą powierzchnię swobodną ciała stałe Możliwe odpowiedzi: 1. ich cząsteczki poruszają się swobodnie i chaotycznie, 2. nie mają ustalonego kształtu i objętości, 3. mogą być kruche lub plastyczne, 4. są ściśliwe, 5. ich cząsteczki leżą blisko siebie, ale mogą się przemieszczać, 6. ich cząsteczki są daleko od siebie, 7. ich cząsteczki leżą blisko siebie, nie mogą się przemieszczać, tylko drgają, 8. nie mają ustalonego kształtu, tylko objętość, 9. ich cząsteczki tworzą uporządkowaną siatkę, 10. obserwuje się w nich zjawisko napięcia powierzchniowego, 11. mają ustalony kształt i objętość, 12. wypełniają całą dostępną objętość naczynia, 13. tworzą powierzchnię swobodną

Które wypowiedzi charakteryzują ciecze, a które gazy lub ciała stałe?

ich cząsteczki leżą blisko siebie, nie mogą się przemieszczać, tylko drgają, tworzą powierzchnię swobodną, ich cząsteczki są daleko od siebie, ich cząsteczki tworzą uporządkowaną siatkę, ich cząsteczki poruszają się swobodnie i chaotycznie, mają ustalony kształt i objętość, obserwuje się w nich zjawisko napięcia powierzchniowego, mogą być kruche lub plastyczne, ich cząsteczki leżą blisko siebie, ale mogą się przemieszczać, nie mają ustalonego kształtu i objętości, są ściśliwe, wypełniają całą dostępną objętość naczynia, nie mają ustalonego kształtu, tylko objętość

gazy
ciecze
ciała stałe

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Ćwiczenie 5

Oblicz wartość ciśnienia hydrostatycznego panującego u podstawy tamy wodnej na głębokości $10$ metrów pod wodą. Gęstość wody wynosi $1000 \frac{kg}{m^{3}}$ .

R1a1em4b49rOS

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Skorzystaj ze wzoru na ciśnienie hydrostatyczne: $p = ρ g h$

Podstawiamy wartości liczbowe do wzoru na ciśnienie hydrostatyczne: $p = ρ g h$
$p = 1000 \frac{kg}{m^{3}} \cdot 10 \frac{m}{s^{2}} \cdot 10 m = 100000 Pa = 1000 hPa$

$p = 1000 hPa$ .

Ćwiczenie 6

Aby obliczyć wartość siły parcia na daną powierzchnię, mnożymy wartość ciśnienia przez powierzchnię.

Jaką wartość ciśnienia należałoby wstawić do wzoru przy obliczaniu parcia na wysokości środka tamy widocznej na rysunku poniżej?
Oblicz parcie wywierane przez wodę na szare pasy wskazane na rysunku, na wysokości środków tych pasów.

Pasy mają wysokość $1 m$ , a cała tama – $10 m$ . Szerokość tamy wynosi $100 m$ (patrz: rysunek poniżej). Przyjmij, że tafla wody znajduje się na wysokości górnej krawędzi tamy.

RANYJc2XH0UKB

Ilustracja przedstawiająca tamę. Tama ma kształt prostopadłościanu w kolorze niebieskim z szarymi pasami przy górnej i dolnej krawędzi. Na rysunku oznaczono wysokości i długość całej bryły oraz części oznaczonych kolorami. Długość tamy to sto metrów. Wysokość całej tamy to dziesięć metrów, w tym zawierają się dwa pasy o szerokości jeden metr, znajdujące się na górze i dole tamy. Wymiary zaznaczono jak na rysunkach technicznych, przy strzałkach z grotami dotykającymi przedłużeń krawędzi prostopadłych do krawędzi wymiarowanych. — Ilustracja do zadania
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RSDjnau88E7jA

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Zależność ciśnienia od wysokości słupa cieczy to $p = ρ g h$ , gdzie:
- $p$ – ciśnienie hydrostatyczne na głębokości $h$ , która na wysokości środka tamy wynosi $5 m$ ,
- $ρ$ – gęstość cieczy (w naszym przypadku wody, ok. $1000 \frac{kg}{m^{3}}$ ),
- $g$ – przyspieszenie ziemskie (ok. $10 \frac{m}{s^{2}}$ ).
  Mamy zatem:
  $p = 1000 \frac{kg}{m^{3}} \cdot 10 \frac{m}{s^{2}} \cdot 5 m = 50 \cdot 1000 Pa = 50 MPa$
Siła parcia na powierzchnię wynosi $F = \frac{p}{S}$ , gdzie:
- $p$ – ciśnienie hydrostatyczne (które należy obliczyć na podstawie wzoru z punktu 1.),
- $S$ – pole powierzchni na którą działa siła parcia.
Tak więc parcie na górny pas tamy wynosi
$F_{1} = \frac{1000 \frac{kg}{m^{3}} \cdot 10 \frac{m}{s^{2}} \cdot 0, 5 m}{100 m^{2}} = 50 \frac{Pa}{m^{2}} = 50 N$ ,
natomiast na dolny
$F_{2} = \frac{1000 \frac{kg}{m^{3}} \cdot 10 \frac{m}{s^{2}} \cdot 9, 5 m}{100 m^{2}} = 950 \frac{Pa}{m^{2}} = 0, 95 MN$ .

$p = 50 MPa$
$F_{1} = 50 N$ , $F_{2} = 0,95 MN$ .

Ćwiczenie 7

Gęstość świeżego śniegu wynosi $20 \frac{kg}{m^{3}}$ , natomiast zleżałego – $400 \frac{kg}{m^{3}}$ . Jak i o ile zmieni się objętość $100 kg$ świeżego śniegu, gdy zamieni się on w śnieg zleżały?

R1bOHeXIRXFhS

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Obliczając objętość śniegu skorzystaj ze wzoru: $V = \frac{m}{ρ}$

Objętość $100 kg$ świeżego śniegu o gęstości $20 \frac{kg}{m^{3}}$ wyniesie $V = \frac{100 kg}{20 \frac{kg}{m^{3}}} = 5 m^{3}$ .
Zamieniając się w śnieg zleżały, jego objętość zmaleje 20‑krotnie, do $V = \frac{100 kg}{400 \frac{kg}{m^{3}}} = 0, 25 m^{3}$ , co daje nam różnicę w objętości o wartośći: $5 m^{3} - 0, 25 m^{3} = 4, 75 m^{3}$ .

Objętość śniegu zmieni się dwudziestokrotnie, malejąc o $4, 75 m^{3}$ .

Ćwiczenie 8

Bryła żelaza ma kształt sześcianu o boku $10 cm$ . Gęstość żelaza wynosi $7800 \frac{kg}{m^{3}}$ .

Wykaż, że siłomierz, na którym zawiesimy tę bryłkę, wskaże $78 N$ ;
Po zanurzeniu bryłki w wodzie wskazanie siłomierza zmalało do wartości $68 N$ . Oblicz wartość siły wyporu działającej na żelazo; jest ona większa, czy mniejsza od ciężaru żelaza? A może jest mu równa?
Wyjaśnij, dlaczego okręt wykonany z żelaza nie tonie w wodzie, mimo że gęstość żelaza jest kilka razy większa od gęstości wody. W odpowiedzi użyj terminów: siła wyporu, ciężar, gęstość, warunek pływania.

RIebgwOKuzyOj

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

a. Oblicz siłę jaką wykaże siłomierz: $F = m \cdot g = V \cdot ρ \cdot g$ .
b. Siła wyporu będzie różnicą między wskazaniami siłomierza w powietrzu i w wodzie.
c. Zastanów się w jaki sposób zbudowany jest kadłub statku i czym różni się od prostej bryły żelaza.

a. $F = m \cdot g = V \cdot ρ \cdot g = 0, 001 m^{3} \cdot 7800 \frac{k g}{m^{3}} \cdot 10 \frac{m}{s^{2}} = 78 N$ .

b. $F_{w} = 10 N$ , Siła wyporu jest mniejsza od ciężaru bryły.

c. Jedynie kadłub statku wykonany jest z żelaza, a jego wnętrze wypełnione jest powietrzem. Dlatego też średnia gęstość statku jest mniejsza od gęstości wody, co przekłada się na większą siłę wyporu od siły ciężaru, a z tego wynika iż warunek pływania jest spełniony.