Природничі науки. 5 клас. Засєкіна

§ 24. Що важче: кілограм вати чи кілограм заліза?

У чому секрет загадки?

1. Поклади на шальки терезів два тіла однакового об'єму, але з різних речовин. Спостерігай за положенням шальок (мал. 24.1). Поклади на шальки терезів тіла однакової маси, але виготовлені з різних речовин. Порівняй об'єми цих тіл. Зроби висновки.

Мал. 24.1. Порівняй!

2. Визнач за допомогою градуйованої склянки з водою об'єм камінця (мал. 24.2). Визнач масу камінчика. Поділи значення маси на значення об'єму. Вітаємо! Тобі вдалось дізнатись густину камінчика.

Мал. 24.2. Обчисли густину

3. Роздивись малюнок 24.3. Упорядкуй речовини за значенням густини від найбільшої до найменшої.

Мал. 24.3. Яку масу має одиниця об'єму речовини

Знайомся: густина речовини

Кожна речовина займає певний об’єм. Але однаковий об’єм різних речовин має різну масу: наприклад, літр води важчий, ніж літр олії (мал. 24.4), а шоколадна монета легша, ніж металева. У цьому випадку говорять, що густина цих речовин різна.

Мал. 24.4. Що важче?

Позначають густину літерою ρ (читається «ро»). Одиниця густини кг/м3 або г/см3. Визначають за формулою:

Густина — фізична величина, що характеризує речовину й показує, яку масу має одиниця об'єму цієї речовини.

Густина в усіх речовин різна. Найгустіші й найрозрідженіші речовини виявлено в космосі. Наприклад, густина речовини деяких зір настільки велика, що маса сірникової коробки з цієї речовини становила би 127 т. А в міжзоряному просторі речовини практично немає, на 1 м3 тут трапляється лише 1 атом Гідрогену, й густина такої речовини близька до нуля.

У різних станах густина речовини також різна. Наприклад, густина розплавленого заліза менша за густину твердого заліза (пригадай, чим відрізняється рідкий стан речовини від твердого й поясни відмінність у густині твердого й рідкого заліза).

Густина речовини залежить від температури: з підвищення температури вона зменшується. Це пов’язано з тепловим розширенням, коли за незмінної маси збільшується об’єм речовини.

Від густин речовин залежить їхнє розташування одна відносно іншої. Наприклад, у посудину можна послідовно налити рідини різної густини. Густіші з них опустяться донизу, відповідно, легші плаватимуть над ними. Те саме стосується й твердих тіл — залежно від співвідношення густин тверде тіло буде плавати на поверхні рідини, в його товщі або тонути.

Мал. 24.5.

То що важче: кілограм вати чи кілограм заліза?

Звісно, маса заліза така сама, як і маса вати — 1 кг. А от об’єми речовин цієї маси різні!

Вата — пухкий волокнистий матеріал. Природну вату виготовляють із різної рослинної сировини. Вона буває бавовняна, вовняна, шовкова, пухова, лляна, конопляна тощо. Таку вату використовують, наприклад, у пошитті одягу, виготовленні гігієнічних матеріалів. Натомість штучну вату (сталеву, скляну, мінеральну) застосовують для тепло- і звукоізоляції, фільтрації рідин і газів.

Залізо — сріблясто-сірий, електропровідний, пластичний і ковкий метал. Залізо не є найважчим металом, а проте все одно значно важче за будь-який різновид вати.

Мал. 24.6. Природна і штучна вата

1. Поясни вислів «густина води 100 кг/м3» густина води 1000 кг/м3. Більшу чи меншу від води має густину залізо; повітря?

2. Густина якої рідини більша (мал. 24.7)? Обґрунтуй відповідь.

Мал. 24.7. До завдання 2

3. Який об'єм займає камінчик (мал. 24.8), якщо відомо, що він золотий (густина золота 19,4 г/см3). Оціни його приблизну вартість.

Мал. 24.8. До завдання 3

4. Поясни, як за допомогою склянки й ваг (електронних, механічних тощо) визначити, вода чи молоко має більшу густину.

5. Густина якої речовини більша: цукру чи кухонної солі? Поясни, чи можна це визначити без обчислень, лише на основі повсякденного досвіду. Сплануй і виконай цей дослід. Використай однакові сірникові коробоки, терези й / або електронні ваги, щоби підтвердити чи спростувати свої міркування. Підготуй фото- чи відеозвіт про дослідження і презентуй його в класі.

6. Досліди умови плавання чи потоплення тіл, залежно від їхньої густини, виконавши дослід, зображений на малюнку 24.9.

Мал. 24.9. До завдання 6

7. Опусти картоплину в посудину з водою. Додавай у воду сіль і розмішуй (мал. 24.10). Поясни чому картоплина спливає?

Мал. 24.10. До завдання 7