Dane INFORMACYJNE

2. Dane INFORMACYJNE • Nazwa szkoły: • Gimnazjum nr 1 w Wągrowcu • ID grupy: • 98/59_mf_g1 • Kompetencja: • matematyczno - fizyczna • Temat projektowy: • Gęstość materii • Semestr/rok szkolny: • sem. I rok 2009/2010

3. GĘSTOŚĆ Gęstość jest to stosunek masy substancji do jej objętości. Gęstość danej substancji jest wartością stałą w danej temperaturze. Wzór na gęstość:  - gęstość m -masa substancji V - objętość, którą ta masa zajmuje Podstawową jednostką gęstości w układzie SI jest: kg/m3 (kilogram/metr3) Inne jednostki to: kg/dm3, g/cm3

4. Ciała stałe Ciało stałe - rodzaj fazy skondensowanej, każda substancja, która nie jest płynna, czyli nie może samoistnie zmieniać swoich kształtów i rozmiaru po np. wlaniu jej do naczynia. Cząsteczki w ciałach stałych ułożone są bardzo blisko siebie, poruszają się tylko wokół swojego położenia. Objętość ciał stałych jest trudno zmienić, gdyż odległości między cząsteczkami są bardzo małe. Podobnie jest z ich kształtem, ponieważ oddziaływania między cząsteczkami są bardzo silne; wyjątek stanowią ciała plastyczne, sprężyste i kruche. Ułożenie cząsteczek w ciałach stałych

5. Gęstość niektórych ciał stałych

6. Gęstość ciał stałych, a ich pływanie. • Jeżeli gęstość ciała zanurzonego w cieczy jest większa od gęstości cieczy, wówczas ciało tonie, • Jeżeli gęstość ciała zanurzonego w cieczy jest równa gęstości cieczy, wówczas ciało pływa w cieczy całkowicie w niej zanurzone, • Jeżeli gęstość ciała jest mniejsza od gęstości cieczy, wówczas ciało pływa na powierzchni cieczy częściowo zanurzone.

7. Ciecze

8. Wiadomości o cieczach • cząsteczki w cieczach są ułożone ciasno, ale chaotycznie, ułożenie to ciągle się zmienia, • objętość cieczy trudno zmienić, ponieważ ciecze są mało ściśliwe, • ciecz tworzy powierzchnię , którą nazywamy powierzchnią swobodną, czyli taką, która jest nieograniczona ścianami naczynia, na tej powierzchni tworzy się tak zwane napięcie powierzchniowe, które wykorzystują owady do poruszania się po powierzchni wody, • kształt cieczy łatwo zmienić, ponieważ przyjmuje ona kształt naczynia, w którym się znajduje.

9. Gęstość cieczy • alkohol etylowy – 800 kg/m3 • denaturat - 800 kg/m3 • benzyna – 700 kg/m3 • eter – 720 kg/m3 • gliceryna – 1260 kg/m3 • nafta – 800 kg/m3 • mleko – 1030 kg/m3 • oliwa – 920 kg/m3 • rtęć – 13,6000 kg/m3 • woda destylowana – 1000 kg/m3 • woda morska - 1030 kg/m3

10. N2 O2 Gazy CO2 CH4 He H2S

11. Gaz Stan skupienia materii, w którym ciało fizyczne łatwo zmienia kształt i zajmuje całą dostępną mu przestrzeń. Właściwości te wynikają z własności cząsteczek, które w fazie gazowej mają pełną swobodę ruchu. Wszystkie cały czas przemieszczają się w przestrzeni zajmowanej przez gaz i nigdy nie zatrzymują się w jednym miejscu. Między cząsteczkami nie występują żadne oddziaływania dalekozasięgowe, a jeśli, to bardzo słabe. Jedyny sposób, w jaki cząsteczki na siebie oddziałują, to zderzenia. Oprócz tego, jeśli gazjest zamknięty w naczyniu, to jego cząsteczki stale zderzają się ze ściankami tego naczynia, wywierając na nie określone i stałe ciśnienie.

12. Gęstość gazów w (kg/m³) w 20°C pod ciśnieniem normalnym

13. Gazy wokół nas: Gaz ziemny - zwany błękitnym paliwem, paliwo kopalne pochodzenia organicznego. Propan - bezbarwny i bezwonny gaz. Jest cięższy od powietrza. Używany jest w formie mieszaniny z butanem, którą stosuje się jako paliwo, znane jako LPG służące do napełniania butli do kuchenek oraz napędzania pojazdów. Metan -znany także jako gaz błotny i gaz kopalniany. Zastosowanie metanu: jako paliwo do silników, jako surowiec do otrzymywania tworzyw sztucznych, w przemyśle energetycznym.

14. Czad - ma silne własności toksyczne, jest to bezbarwny, bezwonny i niedrażniący gaz. Jest składnikiem: gazu generatorowego, gazu wodnego, gazu wielkopiecowego oraz gazu świetlnego. Dwutlenek węgla - jest to bezbarwny, bezwonny i niepalny gaz, dobrze rozpuszczalny w wodzie i cięższy od powietrza. Dwutlenek węgla jest produktem spalania i oddychania. Jest wykorzystywany przez rośliny w procesie fotosyntezy. Tworzy się przy utlenianiu i fermentacji substancji organicznych. Występuje w kopalniach, cukrowniach, gorzelniach, wytwórniach win, silosach zbożowych, browarach i studzienkach kanalizacyjnych. W małych stężeniach nie jest trujący.

15. ciekawostki Gdy : - ciecz zamienia się w gaz następuje PAROWANIE - gaz zamienia się w ciecz następuje SKRAPLANIE - ciało stałe zamienia się w ciecz następuje TOPNIENIE - ciecz zamienia się w ciało stałe następuje KRZEPNIĘCIE Temperatura podczas topnienia, wrzenia WZRASTA. Podczas krzepnięcia temperatura MALEJE. Parowanie odbywa się już od ZEROWEJ temperatury.

16. Wykres stanu topnienie krzepnięcie skraplanie parowanie resublimacja sublimacja

17. NAUKOWCY ZAJMUJĄCY SIĘ GĘSTOŚCIĄ MATERII

18. Urodzony ok.. 287 r. p.n.e., zmarł ok. 212 r. p.n.e., grecki fizyk, matematyk i wynalazca. Jeden z najwybitniejszych uczonych starożytności. Zajmował się różnymi dziedzinami nauki, m. in. hydrostatyką, arytmetyką, geometrią, astronomią, mechaniką, optyką. Archimedes

19. Prawo Archimedesa • Każde ciało zanurzone w cieczy traci pozornie na ciężarze tyle, ile wynosi ciężar cieczy wypartej przez to ciało. • To, czy dane ciało będzie pływać, zależy od jego gęstości, czyli miary upakowania materii. • Świeczka woskowa będzie unosić się na powierzchni wody, ponieważ ma małą gęstość i wypiera wystarczającą ilość wody, aby siła wyporu była odpowiednio duża. • Kamień ma większą gęstość niż woda, dlatego tonie. Wyparta przezeń woda nie równoważy jego ciężaru. • Prawo Archimedesa jest wykorzystywane przy budowie łodzi podwodnych, unoszeniu się balonów w powietrzu, w badaniu gęstości ciał ciekłych, stałych i gazowych. • Archimedes jest twórcą sławnego powiedzenia: "Dajcie mi punkt podparcia, a sam poruszę z posad Ziemię".

20. Lord Rayleigh, właśc. John William Strutt wiceadmirał Arthur Charles Strutt (2 października 1878 - 10 lutego 1973), komandor Orderu Imperium Brytyjskiego, adiutant króla Jerzego V, ożenił się z Irene de Brienen, nie miał dzieci Julian Balfour Strutt (16 sierpnia 1880 - 4 września 1886) William Maitland Strutt (20 lipca 1886 - 22 listopada 1912) Po śmierci swojego ojca w 1873 r. odziedziczył tytuł barona Rayleigh wraz z prawem do zasiadania w Izbie Lordów. Lord Rayleigh poświęcił się jednak karierze naukowej. W latach 1879-1887 był profesorem fizyki (Cavendish Professor of Physics) na Uniwersytecie Cambridge. 12 czerwca 1873 r. został przyjęty do Towarzystwa Królewskiego. W latach 1905-1908 był jego prezesem. Od 1887 r. wykładał na Uniwersytecie Londyńskim. Prowadził prace badawcze z zakresu gęstości gazów, promieniowania cieplnego, dokładnego oznaczenia jednostek elektrycznych i inne. W 1894 r. razem z Williamem Ramsey'em odkrył argon. Opisał m.in. zjawiska rozpraszania światła na cząsteczkach mniejszych od długości jego fali (tzw. rozpraszanie Rayleigha) oraz fale powstające przy trzęsieniach ziemi (tzw. fale Rayleigha). Jego imieniem nazywane jest kryterium pozwalające odróżnić od siebie dwie linie widmowe światła . Za swoje badania otrzymał wiele odznaczeń: medal Królewski (1882 r.), medal Mateucciego (1894 r.), medal Copley'a (1899 r.) i medal Rumforda (1920 r., pośmiertnie. Lord Rayleigh jest również laureatem Nagrody Nobla w roku 1904 w dziedzinie fizyki za "za badanie gęstości większości znanych gazów i odkrycie argonu". Lord Rayleigh zmarł w 1919 r. w Witham w hrabstwie Essex. Tytuł barona odziedziczył jego najstarszy syn. Na jego cześć zostały nazwane kratery na Marsie i Księżycu. Lord Rayleigh, właśc. John William Strutt (ur. 12 listopada 1842 w Langford Grove, zm. 30 czerwca 1919 w Witham) - brytyjski fizyk, profesor uniwersytetu w Cambridge w latach 1879-1887 i Londynie od roku 1887. Prowadził prace badawcze z zakresu gęstości gazów, promieniowania cieplnego, dokładne oznaczenie jednostek elektrycznych i inne prace z zakresu fizyki. Laureat Nagrody Nobla w roku 1904 w dziedzinie fizyki za badanie gęstości większości znanych gazów i odkrycie argonu.

21. Zadania z gęstości

22. Zadanie 1 Kawałek miedzi o objętości 5dm3 ma masę 44,5 kg, zaś kawałek złota o objętości 2 cm3 ma masę 38,6g. Ile razy w przybliżeniu gęstość złota jest większa od gęstości miedzi? Dane: Szukane: Wzór: V1=5dm3 m1= 44,5kg V2=2cm3 m2=38,6g d1=? d2=?

23. Obliczenia: Odpowiedź: Gęstość złota w przybliżeniu jest większa 2 razy od gęstości miedzi.

24. Zadanie 2 Oblicz gęstość materiału, z którego jest zrobiony klucz. Jego masa m wynosi 15,4g, a objętość V=2cm3. Dane: Szukane: Wzór: d=? V=2cm3 m=15,4cm

25. Obliczenia: 15,4g -> kg 15,4 *0,001 0,0154kg 2cm3 -> m3 2*(0,01)3 0,000002m3 Odpowiedź: Gęstość materiału z którego jest zrobiony klucz wynosi 7700 kg/m3

26. Obliczanie gęstości przedmiotów z doświadczeń

27. Dane: wzór Tabela (patrz slajd poprzedni) szukane d=?

28. Obliczenia: V= 4cm*2,5cm*2m=20m3c=0,0000153m3 m=156g=0,156kg Odpowiedź: Gęstość kostki metalowej wynosi 7800kg/m3

29. Obliczenia: Odpowiedź: Gęstość korka wynosi 200kg/m3

30. Obliczenia: Odpowiedź: Gęstość plastiku w przybliżeniu wynosi 925kg/m3

31. Arkusz wspomagający obliczenia Dane: Szukane: Wzór: Obliczenia: Odpowiedź:

32. dźwigniA

34. Bibliografia: http://pl.wikipedia.org/wiki/Gaz Roman Grzybowski, Fizyka1, s 27-48, wyd.OPERON http://oen.dydaktyka.agh.edu.pl/dydaktyka/chemia/a_e_chemia/2_stany_skupienia/02_02_00.htm Encyklopedia PWN Fizyka s. 9-29