Маса, щільність та об’єм - Форум «Фізика для дітей»

Маса, щільність та об’єм

Внесок від сангрія80 »21 лютого 2005 - 14:35

Внесок від Ян Беренс »21 лютого 2005 р. - 15:01

Щільність описує, наскільки тісно частинки речовини лежать разом.

Щільність визначається діленням об’єму на масу.

Якщо щось має більше маси з однаковим об'ємом, його щільність вища.
Якщо щось має менший об’єм з тією ж масою, його щільність вища.

Архімед скористався тим, що кожна речовина має певну (свою) щільність.

Король підозрював, що ювелір вкрав частину золота для корони і замість нього додав свинець або срібло.
Однак якщо це так, то коронка вже не має точно такої ж щільності, як золото, а щось середнє між золотом і свинцем або золотом і сріблом.
Тому Архімед зважив корону і таким чином визначив масу.
Потім він взяв ту саму масу золота і занурив її в ємність з водою. Логічно, що рівень води піднявся.
Обсяг золота додано до обсягу води. Тепер він робить лінію для позначення рівня води і знову виймає золото.
Якщо він тепер ставить корону у воду, рівень води повинен знову піднятися до позначки. Що-небудь інше означає погані часи для золотаря.

Звичайно, це можна зробити лише за допомогою корони, в якій немає дорогоцінних каменів, оскільки дорогоцінні камені мають іншу щільність, ніж золота.

Внесок від гість »21 лютого 2005 р. - 17:59

Внесок від Ян Беренс »22 лютого 2005 р. - 8:44 ранку

Внесок від сангрія80 »24 лютого 2005 - 11:53

Внесок від Ян Беренс »24 лютого 2005 р. - 13:05

Це стосується більшості тканин. Якщо вони нагріваються, тобто частинки рухаються більше, щільність зменшується.
Однакова кількість частинок (також однакова маса) потребує більше місця завдяки руху частинок.

Величезним винятком є вода, яку ще називають "аномалією води".
Вода має найвищу щільність при 4 ° C, тому вона все ще рідка.
Якщо похолодає, щільність знову зменшується, тож тій самій масі води потрібно більше місця.
Ви можете це добре перевірити, якщо заморозити пластикову пляшку, наповнену до краю, водою в морозильній камері.
Пляшка продувається (тому в пластику не використовуйте скло).

Ця аномалія є причиною того, чому лід пливе. Якби щільність льоду була вищою, ніж щільність води, він опускався б на дно.
Причиною аномалії є особлива молекулярна структура води.

Рідка вода має вищу щільність, ніж крига.

Внесок від гість »24 лютого 2005 р. - 13:13

Внесок від сангрія80 »24 лютого 2005 р. - 13:14

Внесок від Ян Беренс »24 лютого 2005 - 15:51

Привіт,
це не зовсім правильно.
Ви змішуєте дві різні речі:
1. Питома щільність речовин
2. Зміна щільності шляхом зміни температури

Це дві абсолютно різні речі.
Повернемося до золота та срібла (я все одно віддаю перевагу) і давайте випустимо частинки.

Уявімо собі золотий злиток та срібний злиток. Обидва абсолютно однакового розміру (добре, я не бачив жодного по-справжньому).
Іншими словами, обидва мають однаковий обсяг. Припустимо, він такий великий, як мішок соку, тобто 1 літр (або 1000 см³).
Тепер ми зважуємо обидва бруски.
Золотий злиток важить приблизно 19 кг.
Срібна злитка важить приблизно 10,5 кг.
Згідно з нашим розглядом, щільність повинна щось говорити про відношення маси до об'єму.
Отже, щільність = m/V
Для золота це 19 кг/1л = 19 кг/л
Для срібла це 10,5 кг/1л = 10,5 кг/л

Ви можете бачити, що щільність золота майже вдвічі більша за щільність срібла.
Пояснення цієї різниці може бути двома:
1. Краща структура, тобто більше атомів в одному просторі
або
2. Стільки ж атомів в одному просторі, але важче
У цьому випадку це другий.

Або як сказав би дідусь: золото важче срібла. Що, звичайно, не означає масу (оскільки 1 кг - це 1 кг незалежно від того, золото чи срібло), а співвідношення маси та об’єму, тобто щільність.

Внесок від Ян Беренс »24 лютого 2005 - 16:06

Друга частина з теплом - це щось зовсім інше, і це вже не стосується порівняння золота та срібла, а золота з 21 ° C із золотом, що становить 70 ° C.

Отже, у нас знову є бар для гольфу (я його не поверну).
Температура в ньому 21 ° C, бо вона довгий час лежала в моїй кімнаті. Ми сказали "так", він важить 19 кг і має об'єм 1 л.
Тепер я беру свою пальникову булочку і нагріваю брусок до 70 ° C.
Тепло - це не що інше, як швидке коливання атомів туди-сюди. Зараз атоми вібрують швидше, але їм також потрібно більше місця, ніж при 21 ° C. Що відбувається? Панель розширюється, тому вона має більший обсяг. Скажімо, 1,1 л.
У нього теж більше маси? Ні! Імша нікуди не може прийти. Ви не можете зробити 20 кг із 19 кг золота, інакше це зробили б усі.

Але як щодо розрахунку щільності, адже один компонент змінився.
Щільність = 19 кг/1,1 л = приблизно 17 кг/л
Щільність зменшилася з 19 кг/л до 17 кг/л.

Внесок від сангрія80 »24 лютого 2005 - 16:27

Внесок від маятник »24 лютого 2005 р. - 18:00.

на жаль, це ще не зовсім дійшло до вас.
Тоді ми повинні піти трохи далі, ніж об’єм і маса. Можливо, ви знаєте періодичну таблицю елементів. Це чітке розташування всіх елементів, таких як золото, срібло, свинець, уран, водень, гелій. . Ви можете знайти його за наступним посиланням, для всіх елементів є найважливіші властивості (щільність, атомний радіус, температури плавлення.) Http://www.periodensystem.info/periodensystem.htm
Як ви помітите, усі атоми пронумеровані від 0 до 112. Як отримати ці числа, можливо іншим разом. Але можна сказати, чим більше число, тим важче відповідний елемент.

При однаковій температурі в тілі атоми срібла та золота приблизно однаково віддалені один від одного. Але атом золота (масове число 196,9) приблизно в 1,8 рази важче атома срібла (масове число 107,8). Отже, ви можете бачити, що при однаковому обсязі в ньому приблизно однакова кількість атомів, АЛЕ оскільки маса кожного окремого атома золота майже вдвічі більша за масу атомів срібла - тіло також має подвоєну масу. Тепер вам слід ще раз прочитати розділ Яна - він дуже добре це пояснив.

У випадку з матеріалом, візьмемо золото, атоми знаходяться на певній відстані. Якщо тепер ви додаєте тепло, тобто нагріваєте тіло, вони вібрують більше і, отже, потребують більше місця => отже, в цілому при тій самій масі тіло розширюється і його щільність зменшується. Пояснення Яна див. Тут ще раз

Побачимось,
Маятник

Внесок від сангрія80 »24 лютого 2005 - 18:26

Внесок від Ян Беренс »24 лютого 2005 р. - 19:25

Так, щільність змінюється при зміні температури.
Маса золота - це число, яке знаходиться на вашій шкалі, іншими словами, простіше кажучи, вага в кг або грамах.
Обсяг - це простір, який займає золото. Об'єм вимірюється в см³ або літрах. Якщо це вам допомагає, ви як одиниця також можете взяти повну коробку.

Наступна спроба

Внесок від маятник »24 лютого 2005 р. - 19:42

Почну з другого питання:

Отже, обсяг є специфікацією розміру, наприклад, куб довжиною краю 10 см (тобто 10 см x 10 см x 10 см) має обсяг 1000 см ^ 3 (1000 кубічних сантиметрів).

Маса є причиною гравітації, вона інертна і є основною величиною. Дається в кг.

Вага пов'язаний з масою, це випливає з гравітаційних сил (подивіться на форумі http://www.physikfuerkids.de/forum.html).
Наприклад, наша земля і наша золота в 1 кг. Його вага випливає з вагової сили (F = m * g, де g - прискорення під дією сили тяжіння, близько 10м/с ^ 2). Отже, вага 1Н (1 Ньютон = 1 кг * м/с ^ 2) => вага залежить від того, де ви знаходитесь. На землі гравітаційне прискорення g коливається від 9,78 до 9,84 м/с ^ 2. На Місяці він приблизно в 6 разів менший, тому вага на Місяці також у шість разів менший - АЛЕ РОЗМІРИ однакові.

Тепер до нашої проблеми.
Ми беремо 1 кг золота, тобто дуже конкретну (величезну) кількість атомів, яка НЕ змінюється. Вони займають певний простір, об’єм, при будь-якій температурі. Чим вища температура золота, тим більше місця він займає, тому обсяг стає більшим.
Звідси випливає, що для кожної температури можна задати щільність = маса на об'єм (rho = m/V).
Тож щільність зменшується, коли об’єм зростає з температурою, оскільки маса не змінюється.