Wieża gęstości

Trochę teorii…

Gęstość substancji jest właściwością fizyczną, charakterystyczną dla danej substancji. Definiowana jest jako stosunek masy pewnej ilości substancji do zajmowanej przez nią objętości. Jeśli przez m oznaczymy masę substancji, a przez V jej objętość, to gęstość możemy obliczyć ze wzoru:

d = m / V

Chemicy zwykle oznaczają gęstość symbolem d (od ang. density), fizycy zaś – symbolem ρ (ro).

Jednostką gęstości w układzie SI (Międzynarodowy Układ Jednostek) jest kg/m3. Gęstość ciał stałych i cieczy podaje się najczęściej w g/cm3.

Substancje o mniejszej gęstości unoszą się na powierzchni cieczy o większej gęstości, np. lód i olej unoszą się na powierzchni wody.

Nasze zadania/działania

1. W trakcie zajęć weryfikowaliśmy następującą hipotezę: ciecze o mniejszej gęstości unoszą się na powierzchni cieczy o większej gęstości. W tym celu przygotowaliśmy kilka roztworów soli w wodzie, za każdym razem zwiększając masę soli przy stałej objętości wody. Im więcej soli rozpuściliśmy w wodzie, tym gęstość roztworu była większa. Poszczególne roztwory zabarwiliśmy barwnikami spożywczymi. W probówkach nanosiliśmy na siebie kolejne warstwy cieczy za pomocą pipety automatycznej, zaczynając od roztworu o największej gęstości. Wyniki doświadczeń uwiecznione na zdjęciach pozwoliły na potwierdzenie postawionej hipotezy.

2. Udało nam się także doświadczalnie udowodnić, że olej jest lżejszy od wody (ma od niej mniejszą gęstość).

3. W drugiej części zajęć wyznaczaliśmy doświadczalnie gęstość próbki nieznanego metalu o nieregularnych kształtach. Na tej podstawie określaliśmy z jakiego metalu wykonana jest badana próbka. W tym celu wyznaczyliśmy masę próbki przy użyciu wagi analitycznej. Następnie, w celu wyznaczenia objętości ciała stałego o nieregularnym kształcie, zanurzyliśmy badane próbki w cylindrze miarowym wypełnionym wodą. Objętość próbki to różnica pomiędzy objętością końcową (po zanurzeniu przedmiotu), a objętością początkową wody w cylindrze. Otrzymane wartości podstawiliśmy do wzoru na gęstość. Informację o rodzajach metali z jakich wykonano nasze próbki uzyskaliśmy z tablic gęstości ciał stałych.