Undersøkelsen av tettheten av stoffer begynner i løpet av fysikk på videregående skole. Dette konseptet anses som grunnleggende i den videre presentasjonen av grunnlaget for molekylær kinetisk teori i kursene i fysikk og kjemi. Formålet med å studere materiens struktur, forskningsmetoder kan antas å være dannelsen av vitenskapelige ideer om verden.
Innledende ideer om ett enkelt bilde av verden er gitt av fysikk. 7. klasse studerer materiens tetthet på grunnlag av de enkleste ideene om forskningsmetoder, praktisk anvendelse av fysiske begreper og formler.
Metoder for fysisk forskning
Som du vet skiller observasjon og eksperimenter seg blant metodene for å studere naturfenomener. Observasjoner av naturfenomener undervises på barneskolen: enkle målinger blir tatt, ofte holder de en "naturkalender". Disse formene for læring kan lede barnet til behovet for å utforske verden, sammenligne observerte fenomener, identifisere årsak-og-virkning-forhold.
Men bare et fullstendig gjennomført eksperiment vil gi den unge forskeren verktøyene til å avdekke naturens hemmeligheter. Utvikling av eksperimentelle forskningsferdigheter utføres i praktiske timer og i løpet av laboratoriearbeid.
Et eksperiment i løpet av fysikk begynner med definisjoner av slike fysiske størrelser som lengde, areal, volum. Samtidig etableres en sammenheng mellom matematisk (ganske abstrakt for et barn) og fysisk kunnskap. Appell til barnets opplevelse, vurdering av fakta kjent for ham i lang tid fra et vitenskapelig synspunkt bidrar til dannelsen av den nødvendige kompetansen i ham. Hensikten med å lære i dette tilfellet er ønsket om å selvstendig forstå det nye.
Studietetthet
I samsvar med den problematiske undervisningsmetoden kan du i begynnelsen av leksjonen stille en velkjent gåte: «Hva er tyngre: en kilo lo eller en kilo støpejern?» Selvfølgelig kan 11-12-åringer enkelt svare på et spørsmål de vet. Men å ta opp essensen av problemet, evnen til å avsløre dets særegenhet, fører til begrepet tetthet.
Tettheten til et stoff er massen til en enhet av volumet. Tetthetstabellen for stoffer, vanligvis gitt i lærebøker eller oppslagsverk, lar deg evaluere forskjellene mellom stoffer, så vel som de aggregerte tilstandene til et stoff. En indikasjon på forskjellen i de fysiske egenskapene til faste stoffer, væsker og gasser, diskutert tidligere, en forklaring på denne forskjellen ikke bare i strukturen og gjensidig arrangement av partikler, men også i det matematiske uttrykket for egenskapene til et stoff, tar studier av fysikk til et annet nivå.
Tabellen lar deg konsolidere kunnskap om den fysiske betydningen av konseptet som studeresstofftetthet. Barnet, som gir et svar på spørsmålet: "Hva betyr verdien av tettheten til et bestemt stoff?", Forstår at dette er en masse på 1 cm3 (eller 1 m 3) substances.
Spørsmålet om tetthetsenheter kan tas opp allerede på dette stadiet. Det er nødvendig å vurdere måter å konvertere måleenheter på i forskjellige referansesystemer. Dette gjør det mulig å bli kvitt statisk tenkning, å akseptere andre kalkulussystemer også i andre saker.
Tetthetsbestemmelse
Naturligvis kan studiet av fysikk ikke være komplett uten å løse problemer. På dette stadiet legges beregningsformler inn. Tetthetsformelen i fysikk klasse 7 er sannsynligvis det første fysiske forholdet mellom mengder for barn. Det gis spesiell oppmerksomhet ikke bare på grunn av studiet av begrepene tetthet, men også på grunn av undervisningsmetoder for å løse problemer.
Det er på dette stadiet at algoritmen for å løse et fysisk beregningsproblem er lagt, ideologien om å anvende de grunnleggende formlene, definisjonene, mønstrene. Læreren prøver å lære bort analysen av problemet, måten å søke etter det ukjente, særegenhetene ved å bruke måleenheter ved å bruke et forhold som tetthetsformelen i fysikk.
Eksempel på problemløsning
Eksempel 1
Finn ut hvilket stoff en terning med en masse på 540 g og et volum på 0,2 dm er laget av3.
ρ -? m=540 g, V=0,2 dm3 =200 cm3
Analyse
Basert på spørsmålet om problemet forstår vi at det vil hjelpe oss å bestemme materialet som kuben er laget avtetthetstabell for faste stoffer.
La oss derfor bestemme tettheten av materie. I tabellene er denne verdien gitt i g/cm3, så volumet fra dm3 oversatt til cm3.
Beslutning
Per definisjon: ρ=m: V.
Vi er gitt: volum, masse. Tettheten av materie kan beregnes:
ρ=540g: 200cm3=2,7g/cm3, som tilsvarer aluminium.
Svar: kuben er laget av aluminium.
Fastsetting av andre mengder
Ved å bruke formelen for tetthetsberegning kan du bestemme andre fysiske størrelser. Masse, volum, lineære dimensjoner av kropper knyttet til volum beregnes enkelt i oppgaver. Kunnskap om matematiske formler for å bestemme areal og volum av geometriske former brukes i oppgaver, noe som gjør det mulig å forklare behovet for å studere matematikk.
Eksempel 2
Bestem tykkelsen på kobberlaget som dekker en del med et overflateareal på 500 cm2 hvis det er kjent at 5 g kobber ble brukt til belegget.
h - ? S=500cm2, m=5g, ρ=8,92g/cm3.
Analyse
Tetthetstabellen over stoffer lar deg bestemme tettheten til kobber.
La oss bruke formelen for tetthetsberegning. I denne formelen er det et volum av et stoff, basert på hvilket lineære dimensjoner kan bestemmes.
Beslutning
Per definisjon: ρ=m: V, men det er ingen ønsket verdi i denne formelen, så vi bruker:
V=S x h.
Ved å erstatte hovedformelen får vi: ρ=m: Sh, hvorfra:
h=m: S xρ.
Beregn: h=5 g: (500 cm2 x 8, 92 g/cm3)=0,0011 cm=11 mikron.
Svar: Tykkelsen på kobberlaget er 11 mikron.
Eksperimentell bestemmelse av tetthet
Eksperimentell natur av fysisk vitenskap demonstreres i løpet av laboratorieeksperimenter. På dette stadiet er ferdighetene til å gjennomføre et eksperiment og forklare resultatene oppnådd.
Praktisk oppgave for å bestemme tettheten av materie inkluderer:
- Bestemme tettheten til en væske. På dette stadiet kan gutta som allerede har brukt en gradert sylinder enkelt bestemme tettheten til en væske ved å bruke formelen.
- Bestemme tettheten til en solid kropp med vanlig form. Denne oppgaven er også hevet over tvil, siden lignende beregningsproblemer allerede har blitt vurdert og erfaring har blitt oppnådd med å måle volumer etter de lineære dimensjonene til legemer.
- Bestemme tettheten til en uregelmessig formet solid kropp. Når vi utfører denne oppgaven, bruker vi metoden for å bestemme volumet til en uregelmessig formet kropp ved hjelp av et beger. Det er nyttig å huske igjen funksjonene til denne metoden: evnen til et fast legeme til å fortrenge en væske hvis volum er lik volumet av kroppen. Videre løses oppgaven på standard måte.
Spørsmål med økt kompleksitet
Du kan komplisere oppgaven ved å invitere gutta til å bestemme stoffet som kroppen er laget av. Tetthetstabellen over stoffer som brukes i dette tilfellet lar deg ta hensyn til behovet for å kunne jobbe medbakgrunnsinformasjon.
Ved løsning av eksperimentelle problemer må studentene ha nødvendig kunnskap innen bruk av fysiske instrumenter og omregning av måleenheter. Ofte er det dette som forårsaker flest feil og mangler. Kanskje dette stadiet av fysikkstudiet bør gis mer tid, det lar deg sammenligne kunnskap og erfaring fra forskning.
bulkdensitet
Undersøkelsen av et rent stoff er selvfølgelig interessant, men hvor ofte finner man rene stoffer? I hverdagen møter vi blandinger og legeringer. Hvordan være i dette tilfellet? Konseptet med bulktetthet vil hindre elever i å gjøre den typiske feilen å bruke gjennomsnittlig tetthetsverdier for stoffer.
Det er ekstremt nødvendig å avklare dette problemet, for å gi en mulighet til å se, å føle forskjellen mellom tettheten til et stoff og bulktettheten er på et tidlig stadium. Å forstå denne forskjellen er nødvendig i videre studier av fysikk.
Denne forskjellen er ekstremt interessant når det gjelder bulkmaterialer. Det er mulig å la barnet studere massetetthet avhengig av komprimeringen av materialet, størrelsen på individuelle partikler (grus, sand, etc.) under den innledende forskningsaktiviteten.
Relativ tetthet av stoffer
Sammenligning av egenskapene til ulike stoffer er ganske interessant basert på relative verdier. Den relative tettheten til materie er en av disse størrelsene.
Vanligvis bestemmes den relative tettheten til et stoff avmot destillert vann. Som forholdet mellom tettheten til et gitt stoff og tettheten til en standard, bestemmes denne verdien ved hjelp av et pyknometer. Men denne informasjonen brukes ikke i skolekurset i naturvitenskap, den er interessant for dype studier (oftest valgfritt).
Olympiadens nivå for å studere fysikk og kjemi kan også påvirkes av konseptet "relativ tetthet av et stoff med hensyn til hydrogen". Det brukes vanligvis på gasser. For å bestemme den relative tettheten til en gass, finner man forholdet mellom molmassen til gassen som studeres og molarmassen til hydrogen. Bruk av relativ molekylvekt er ikke utelukket.
