Download
1 / 25
250 likes | 386 Views
Dane INFORMACYJNE. Nazwa szkoły: Gimnazjum im. Adama Mickiewicza w Drawsku Pom . ID grupy: 98/11_mf_g1 Kompetencja: matematyka i fizyka Temat projektowy: Gęstość materii Semestr II rok szkolny 2009/2010. Nasza grupa. Konrad Jakubczak Jakub Jakubowski Bartosz Kurzątkowski
E N D
Dane INFORMACYJNE • Nazwa szkoły: • Gimnazjum im. Adama Mickiewicza w Drawsku Pom. • ID grupy: • 98/11_mf_g1 • Kompetencja: • matematyka i fizyka • Temat projektowy: • Gęstość materii • Semestr II rok szkolny 2009/2010
Nasza grupa • Konrad Jakubczak • Jakub Jakubowski • Bartosz Kurzątkowski • Tomasz Matusiak • Weronika Michalska • Bartosz Musiał • Jakub Ostrowski • Igor Półgrabski • Marta Stympin • Paulina Wilczkowska • Opiekun: mgr Irena Prajsner
Treści realizowane podczas spotkań • Wzajemne poznanie się. Wprowadzenie w tematykę projektu. • Określenie ról w zespole. Zapoznanie z tematem projektowym. Ustalenie harmonogramu zajęć. • Badanie poziomu kompetencji w obszarze gęstości materii. • Wyznaczanie gęstości ciał stałych, cieczy i gazów - wykonywanie ćwiczeń w zespołach. • Logowanie do Platformy Edukacyjnej. Uzupełnianie bazy danych. • Projektowanie i wykonanie gazetki ściennej na temat realizowanego projektu. • Obliczanie gęstości - rozwiązywanie zadań rachunkowych i problemowych. Zamiana jednostek. • Wykonywanie doświadczeń w zespołach - określenie substancji z których wykonano próbki. • Analiza gęstości ciał stałych i cieczy. Badanie zachowania ciał stałych w cieczach. • Wyznaczanie gęstości ciała człowieka. Prezentacja metody i pomiarów. Analiza i dyskusja wyników. • Zasady tworzenia prezentacji. Projektowanie slajdów. Przygotowanie prezentacji. • Badanie poziomu kompetencji po zakończeniu projektu. • Podsumowanie.
Definicja Gęstości • Iloraz masy i objętości danej substancji nazywamy gęstością . • ρ- gęstość • m – masa • V - objętość • Jednostką gęstości jest 1 kg/m3
Wybór jest trochę mylący • Określenie "gęstość" zostało przez fizyków wzięte z życia codziennego i zaadaptowane na nazwę wielkości fizycznej. • To co fizycy uważają za gęstość, nie odpowiada potocznemu pojęciu gęstości. Np. dla fizyka gęsty krupnik nie musi mieć wcale większej gęstości od czystej, posolonej wody. • "Fizyczna" gęstość substancji to w potocznym rozumieniu bardziej "ciężkość" tej substancji. Większą gęstość ma ciało, które przy tej samej objętości ma większy ciężar, a nie takie, które trudno jest zamieszać. • Tak więc styropian ma o wiele mniejszą gęstość niż woda, lód wcale nie jest od wody "gęstszy". Co ciekawe, płynna rtęć ma większą gęstość niż granitowy głaz. • www.fizykon.org/
Jakie substancje są najcięższe (mają największą gęstość)? • Ze zwykłych metali największą gęstość ma platyna (21000 kg/m3). Metal ten jest więc ponad 21 razy cięższy od wody. • Złoto też jest bardzo ciężkie - jego gęstość to ponad 19000 kg/m3. • Słynny z ciężkości ołów jest już tylko nieco ponad 11 razy cięższy od wody i prawie dwa razy lżejszy od platyny. • www.fizykon.org
jakie są najlżejsze ciała stałe? • Bardzo lekki jest styropian - jego gęstość jest kilkadziesiąt razy mniejsza od gęstości wody; • Bardzo lekkim metalem jest z kolei glin (aluminium) o gęstości 2700 kg/m3 - jest prawie trzy razy lżejszy niż żelazo. • Najlżejszym drewnem jest balsa - jest prawie 10 razy lżejsza od wody. • Ciała takie mogą być doskonałymi elementami konstrukcyjnymi samolotów, statków wysokich budynków. Stop aluminium z miedzią i magnezem (+domieszki) zwany pod nazwą duraluminium jest doskonałym materiałem do budowy lekkich konstrukcji samolotów i statków. • www.fizykon.org/
Czy można znaleźć ciała o gęstości jeszcze większej niż platyna? • Prawdziwym laboratorium super wysokich gęstości jest Kosmos. Np. łyżka materii białego karła (takiej bardzo małej ale za to gorącej gwiazdy) może ważyć nawet ponad tonę. • A gęstość materii gwiazd neutronowych jest jeszcze większa - przekracza biliony razy gęstość wody. Paproszek takiej materii neutronowej o wymiarach 1mm3 miałby masę rzędu miliarda ton - tyle co ogromne jezioro! • www.fizykon.org
Co ma małą gęstość? Wiadomo - rozrzedzone gazy. Oczywiście gaz można zawsze rozrzedzać coraz bardziej, aż stanie się próżnią - wtedy jego gęstość stanie się równa zero. Dlatego nie ma wielkiego sensu pytanie o to co ma najmniejszą gęstość. • W normalnych warunkach najlżejszym gazem jest wodór - 0,09kg/m3 - kilkanaście razy mniej niż powietrze. Ta jego własność powoduje, że jest on doskonałym materiałem do wypełniania powłok balonów. Niestety ma też i jedną wadę - jest bardzo wybuchowy. Dlatego ostatnio częściej wypełnia się powłoki balonów helem - gazem 4 razy cięższym, ale za to całkowicie niepalnym. • www.fizykon.org/
Wyznaczanie gęstości powietrza za pomocą lampy elektronowej • Przebieg doświadczenia: • wyznaczamy objętość lampy za pomocą menzurki z wodą • wyznaczamy masę lampy bez powietrza • odłamujemy końcówkę lampy • wyznaczamy masę lampy z powietrzem • Pomiary • Masa lampy bez powietrza m0=10,550 g • Masa lampy z powietrzem m=10,570 g • Objętość lamy V= 15 cm3 • Obliczenia: Wniosek: Gęstość powietrza wynosi 1,29kg/m3
Wyznaczanie gęstości wody słodkiej i słonej • Przebieg doświadczenia: • ważymy puste naczynie • ważymy naczynie z wodą (słodką, słoną) • przelewamy wodę do menzurki i wyznaczamy jej objętość • Pomiary: • Masa pustego naczynia m o= 55,61 g • Masa naczynia ze słodką wodą m1=238,2 g • Objętość słodkiej wody V1=186cm3 • Masa naczynia z wodą słoną m2=264,1 g • Objętość słonej wody V2=205 cm3 • Obliczenia: Wniosek: Woda słodka ma mniejsza gęstość od wody słonej.
Badanie zachowania cieczy w cieczach Do szklanki wlewamy kilka cm3 oleju oraz nalewamy denaturatu, wypełniając nim w przybliżeniu jedną trzecią szklanki. Olej pozostaje na dnie szklanki. Dolewamy powoli wody, mieszając zawartość szklanki słomką. W pewnym momencie gęstość mieszaniny wody i denaturatu stanie się równa gęstości oleju, który oderwie się od dna , tworząc piękną kulę unoszącą się wewnątrz mieszaniny. Nam się udało Artykuł „Proste a cieszy” Fizyka w szkole nr 1/2006
Wyznaczanie gęstości ludzkiego ciała • Średnia gęstość ciała ludzkiego, zwana też wskaźnikiem BDI (Body DensityIndex), jest coraz częściej wykorzystana w medycynie, gdyż dostarcza lekarzom informacji o ilości tkanki tłuszczowej w organizmie. Możemy ją dość prosto wyznaczyć w warunkach domowych. • Gęstość ciała ludzkiego jest nieco większa od gęstości wody i dla poszczególnych osób może się różnić nawet o 100kg/m3. www.zamkor.pl doświadczenia J. Domańskiego
Porównanie wskaźników BDI Zapytaliśmy lekarza, czy gęstość ciała ludzkiego może być mniejsza od gęstości wody? Lekarz nie zna takiego przypadku! Dyskusja błędu: Kuba J. zanurzając się nabrał do płuc powietrze. Kuba J. ma obfitą tkankę tłuszczową. Kuba J. i jego asystent popełnili błąd gruby.
Ciekawe zadania • 1. Czyste złoto rzadko używa się do wyrobów jubilerskich, gdyż jest zbyt miękkie. Najczęściej wyroby te wykonuje się ze stopu złota i srebra (niekiedy też miedzi). Jaką wartość gęstości będzie miał stop powstały z równych objętości złota i srebra? Czy znajdując gęstość stopu można określić (przynajmniej w przybliżeniu), jak dużo srebra zmieszano ze złotem? • 2. Urządzenie do badania pojemności płuc nazywa się spirometrem. Pacjent nabrał powietrza do płuc, następnie wykonał mocny wdech. Urządzenie pokazało 4 dm3. Odszukaj informacje o gęstości powietrza i oblicz masę powietrza zawartą w jednym oddechu. • 3. Stwierdzono, że w objętości 1 m3 przy jednakowych temperaturach i ciśnieniach znajdują się takie same liczby cząsteczek tlenu i wodoru (a także każdego innego gazu). Jednak gęstość tlenu w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury jest około 16 razy większa od gęstości wodoru [0.00009 g/cm3 (0.09 kg/m3)]. Co można sądzić o:1) średnich odległościach między środkami cząsteczek tlenu i środkami cząsteczek wodoru?2) Masach pojedynczych cząstek tlenu i wodoru? • 4. Silny uczeń szkoły podstawowej może unieść ciało o masie 50 kg. Czy podniesie on naczynie o pojemności 5 litrów wypełnione rtęci? Gęstość rtęci wynosi 13.6 g/cm3 (13 600 kg/m3). • „Zbiór zdań z fizyki” Romuald Subieta
Dziękujemy za uwagę Czerwiec 2010
