7 класс Онлайн

7-й класс онлайн читать: 2023 Физика Перышкин Учебник §§23 «Плотность вещества». Цитаты из пособия «Перышкин, Иванов: Физика. 7 класс. Базовый уровень. Учебник (3-е изд.) ФГОС» использованы в учебных целях для семейного и домашнего обучения, а также для дистанционного обучения в период невозможности посещения образовательного учреждения.

Вернуться в ОГЛАВЛЕНИЕ учебника

§ 23. ПЛОТНОСТЬ ВЕЩЕСТВА

Поставим на чаши весов железный и алюминиевый цилиндры равного объёма. Равновесие весов нарушилось (рис. 55), значит, тела имеют разные массы. Соответственно тела одинаковой массы, изготовленные из разных веществ, имеют разные объёмы (рис. 56). Задумывались ли вы, почему различные тела одинакового объёма имеют разную массу?

Объясним это с позиций молекулярного строения вещества. Вы знаете, что вещество состоит из молекул, между которыми есть промежутки. Молекулы разных веществ имеют разную массу. Так, масса молекулы ртути примерно в 11 раз больше массы молекулы воды. И расстояние между молекулами в разных веществах разное. Именно это объясняет тот факт, что тела одинакового объёма, изготовленные из разных веществ, имеют разную массу. Данное различие определяется физической величиной, которую называют плотностью вещества.

Плотность вещества показывает, чему равна масса этого вещества, взятого в единице объёма (1 м³ или 1 см³).
Для того чтобы определить плотность вещества, нужно массу тела разделить на его объём.

Плотность — это физическая величина, равная отношению массы тела к его объёму.
Плотность = масса / объём.

Плотность обозначают греческой буквой р («ро»). Зная обозначение массы (m) и объёма (V), можно записать формулу для определения плотности вещества: p = m/V.

Единицей плотности в СИ является килограмм на метр кубический (кг/м³). Действительно, поскольку единицей массы является килограмм, а объёма — кубический метр, то
1 кг / 1 м³ = 1 кг / 1 м³.

Плотность является характеристикой вещества. Для данного вещества при данных условиях плотность — величина постоянная. Плотности веществ определяют экспериментально и заносят в специальные таблицы.

Найдём в таблице 4 плотность воды. Как понимать, что плотность воды 1000 кг/м³? Ответ следует из определения плотности: масса 1 м³ воды равна 1000 кг.

На практике часто применяют единицу плотности грамм на сантиметр кубический (г/см³) (Рис. 57). Найдём связь между единицами плотности на примере воды:
р_в = 1000 кг/м³ = 1000 • 1000 г / 1000000 см³ = 1 г/см³.

Значение плотности, выраженное в граммах на сантиметр кубический (г/см³), в 1000 раз меньше её значения, выраженного в килограммах на метр кубический (кг/м³).

Различные вещества могут сильно отличаться друг от друга по плотности. Так, например, ртуть имеет плотность 13,6 г/см³, а воздух – 0,0013 г/см³, т. е. плотность воздуха в 10 460 раз меньше, чем плотность ртути. Разница громадная. Но оказывается, во Вселенной встречаются вещества, во много раз более плотные, чем ртуть, и вещества, во много раз менее плотные, чем воздух.

Самые большие плотности имеют вещества в твёрдом состоянии, самые маленькие — газы. Одно и то же вещество в разных агрегатных состояниях имеет разную плотность. Как правило, в жидком состоянии плотность вещества меньше, чем в твёрдом. Исключение составляет вода (см. табл. 3, 4).

Зная плотность вещества, можно предположительно определить его агрегатное состояние. Рассчитав плотности планет Солнечной системы, учёные поняли, что планеты Марс, Венера и Меркурий имеют твёрдую поверхность, так как их плотности близки к плотности Земли. Совершенно иной состав веществ у Юпитера и Сатурна. Средняя плотность Юпитера 1,33 г/см³, а Сатурна ещё меньше – 0,69 г/см³. По-видимому, основная масса вещества, находящегося под газовой оболочкой этих планет, должна состоять из жидкого вещества.

Вопросы и задания на стр.79

• 1. Что такое плотность? 2. По какой формуле можно рассчитать плотность вещества? 3. Зависит ли плотность вещества от объёма тела; от массы? 4. Какие единицы плотности вам известны?

1. Какие опыты вы предложили бы провести, чтобы подтвердить, что плотность является характеристикой вещества, не зависящей от его массы и объёма?
2. Проанализируйте таблицы 3 и 4. Найдите вещество, у которого плотность в жидком состоянии больше плотности в твёрдом состоянии. Какие природные явления существуют благодаря этому свойству?

УПРАЖНЕНИЕ 12

1. Что имеют в виду, когда говорят, что алюминий легче стали?
2. Плотность древесины дерева амбача (растёт в тропической части Африки) 0,04 г/см³. Что это означает?
3. Три кубика — из серебра, стекла и меди — имеют одинаковый объём. Какой из кубиков имеет наибольшую массу, а какой — наименьшую?
4. Два бруска, из алюминия и стали, имеют одинаковый объём. Какой из брусков обладает большей массой и во сколько раз? (Найдите отношение (m₂/m₁)
5. Во сколько раз масса кислорода объёмом 1 м³ больше массы водорода того же объёма? Необходимые данные возьмите из таблицы 5.
6. Кусок металла массой 21,9 г имеет объём 3 см³. Найдите плотность металла и, пользуясь таблицей 3, определите, что это за металл. Выразите плотность в г/см³; кг/м³.
7. Деревянный брусок длиной 10 см, шириной 5,5 см и высотой 2 см уравновешен на весах гирями 50 г, 20 г, 5 г, 2 г. Из какого дерева сделан брусок?
8. * Имеются две одинаковые банки: одна с водой, другая с керосином. Банки с жидкостями уравновесили на рычажных весах. У какой жидкости уровень выше — у воды или керосина?
9. * Ртутный медицинский термометр показал повышение температуры. Как изменилась в нём плотность ртути; объём; масса?

ЗАДАНИЕ 18

1. Возьмите нераспечатанную пачку соли или сахара. Определите плотность вещества, проведя необходимые измерения.
2. Возьмите кусок мыла, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда. Проведите необходимые измерения и определите плотность мыла. Сравните полученное вами значение плотности с результатами одноклассников. Равны ли полученные значения? Почему?

Это любопытно…

Космические плотности

Солнце, вокруг которого обращаются Земля и другие планеты, имеет массу в 745 раз большую, чем все планеты, вместе взятые, и в 330 тысяч раз большую, чем Земля. Объём Солнца в 1 300 000 раз больше объёма Земли. Можно подсчитать, что средняя плотность Солнца в 4 раза меньше средней плотности Земли и равна 1,4г/см³. Однако надо иметь в виду, что плотность вещества у поверхности Солнца сравнительно мала, но может достигать огромных значений в его центре.

Как известно, Солнце — ближайшая к нам звезда. А какова средняя плотность других звёзд? Доказано, что существуют звёзды, плотность которых близка к плотности Солнца, но есть и такие звёзды, средняя плотность которых значительно отличается от этого значения. Так, например, было установлено, что Сириус состоит из двух звёзд: главной яркой звезды и менее яркой звезды-спутника. Звезда-спутник имеет очень большую среднюю плотность — 40 000 г/см³. Ещё большую плотность имеет звезда Ван Маанена — 1 200 000 г/см³. Если можно было бы наполнить спичечную коробку веществом спутника Сириуса и положить на одну чашу весов, то на другую чашу весов для достижения равновесия пришлось бы поставить 15 взрослых людей. Эту же коробку, наполненную веществом звезды Ван Маанена, уравновесил бы 30-тонный грузовой вагон.

Звёзд, обладающих очень большой плотностью (их называют белыми карликами), известно много. Одна из них, значащаяся под номером 457 в каталоге звёзд Вольфа, имеет диаметр в 3 раза меньше земного и при этом среднюю плотность 140 000 000 г/см³ !

Напротив, плотность звёзд-гигантов мала. Например, Бетельгейзе имеет среднюю плотность около 0,000001 г/см³ = 10^–6 г/см³, т. е. примерно в 1000 раз меньше, чем воздух. Звезда W созвездия Цефея по объёму в 14 млрд раз больше Солнца, но плотность вещества у этой звезды в 250 тысяч раз меньше плотности воздуха. Учёные подсчитали и среднюю плотность межзвёздной среды. Она составляет примерно
0,000 000 000 000 000 000 000 001 г/см³ = 10^–24 г/см³.

Итак, вещество во Вселенной может находиться как в чрезвычайно плотном, так и в чрезвычайно разреженном состоянии.

? Используя содержащуюся в тексте информацию, определите, во сколько раз различаются массы Солнца и звезды Вольф 457.

Вы смотрели: Физика Перышкин Учебник 2023 года §§23 «Плотность вещества». Цитаты из пособия использованы в учебных целях.

Вернуться в ОГЛАВЛЕНИЕ учебника