πυκνότητα
Τι είναι η πυκνότητα;
ρ = m / V
Η πυκνότητα ορίζεται ως το πηλίκο της μάζας προς τον αντίστοιχο όγκο σε σταθερές συνθήκες πίεσης (όταν πρόκειται για αέριο) και θερμοκρασίας.
Ποιος είναι ο ρόλος της πυκνότητας;
Πυκνότητα (ρ ή d), Είναι το πηλίκο της μάζας προς τον αντίστοιχο όγκο ενός σώματος σε ορισμένες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης:
ρ = m/V. Στο S.I. η πυκνότητα μετριέται σε kg/m3, άλλες μονάδες μέτρησης είναι g/mL, g/L, g/m3, kg/L ....
τι σημαίνει ότι ένα σώμα έχει πυκνότητα 2.4g/ml;
Η πυκνότητα είναι χαρακτηριστική για κάθε καθαρή ουσία και χρησιμοποιείται για τον έλεγχο καθαρότητας ενός σώματος.
Έχει μεγάλη σημασία για τους υπολογισμούς. Ο όγκος και η μάζα είναι δυο μεγέθη από τα πιο κοινά στη Χημεία. Πολύ συχνά χρειάζεται να κάνουμε μετατροπές από το ένα μέγεθος στο άλλο. Η πυκνότητα συνδέοντας αυτά τα δύο μεγέθη δίνει αυτή τη δυνατότητα να γίνουν αυτές οι μετατροπές.
περιέγραψε ένα τρόπο πως θα υπολογίσεις την πυκνότητα ενός υγρού (π.χ μέλι )
περιέγραψε ένα τρόπο πως θα υπολογίσεις την πυκνότητα ενός στερεού (π.χ πέτρα )
ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΠΥΚΝΌΤΗΤΑ
Η πυκνότητα ενός υλικού είναι ρ=m/V όπου m η μάζα του σώματος και V ο ογκος του
Υπολογισμός της μάζας από γνωστή πυκνότητα και ογκο m=ρ*V
Υπολογισμός του όγκου από γνωστή πυκνότητα και μάζα V=m/ρ
ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΤΙΣ ΜΟΝΆΔΕΣ
Προσέχουμε όταν αντικαθιστούμε τις μονάδες ώστε αυτές να μην είναι διαφορετικές για ένα μέγεθος Π.χ αν η πυκνότητα είναι σε g/ml την μάζα πρέπει να την αντικαταστήσουμε σε g και τον όγκο σε ml
Αν μας δοθεί η πυκνότητα σε g/ml και η μάζα σε Kg πρέπει να μετατρέψουμε την μάζα σε g πριν αντικαταστήσουμε ( και φυσικά τον όγκο σε ml )
Παράδειγμα 4Αν 1g ενός σώματος Σ καταλαμβάνει όγκο 0,5cm3, τότε η πυκνότητα αυτού του σώματος είναι:
α. 0,5g/cm3 β. 2g/cm3 γ. 0,5cm3/g
Παράδειγμα 4a 2.5 l υδρογόνου ζυγίζουν 225mg ποια η πυκνότητα σε
α)g/ml β ) g/l
παράδειγμα 5 η πυκνότητα του πετρελαίου είναι 820kg/m3 ποια η μάζα 25l πετρελαίου;
Παράδειγμα 6 ένα συμπαγές σώμα έχει πυκνότητα 10,5g/ml και ζυγίζει 4,2Kg . ποιος ο όγκος του σώματος ;
παράδειγμα 7 ένας ντενεκές όταν είναι άδειος ζυγίζει 800 g ενώ γεμάτος με λάδι ζυγίζει 15,2kg αν η χωρητικότητα του ντενεκέ είναι 18 l ποια η πυκνότητα του λαδιού;
ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΌ ΤΗΣ ΠΥΚΝΌΤΗΤΑΣ
Τίτλος: : Density Fun
Θεματική περιοχή: : Φυσική::Στερεά - υγρά - αέρια::Άνωση
Εκπαιδευτική Βαθμίδα/Επίπεδο: : -
Παιδαγωγική αξιοποίηση σε δραστηριότητες: : Εισαγωγικές::Κινητοποίηση...
Διάρκεια : : 00:05:00
Πυκνοτητα διαλύματος και ενα αυγο
coca cola και coca cola light
μετρώντας την πυκνότητα υγρών
Καρποί του παραδείσου , . . στο νερό
Αχλάδια, νερό και φλούδες μανταρίνι Το ΜΗΛΟ, το ΑΧΛΑΔΙ και το ΠΟΡΤΟΚΑΛΙ
( από το site του Κασσέτα
« Ένα ΜΗΛΟ στο νερό. Επιπλέει ή βουλιάζει ; ». Ένιωσε δύσκολα με την ερώτηση που της είχαν κάνει στο τηλέφωνο. Είχε βλέπεις σπουδάσει Φυσική και υποτίθεται ότι κάτι τέτοιες ερωτήσεις «όφειλε» να προσφέρει απαντήσεις , αλλά της ήταν αδύνατον να αποφανθεί με βεβαιότητα γι αυτό το θέμα. Γιατί όμως έπρεπε να ξέρει ; «Αυτό έχει σχέση με την εμπειρία, δεν είναι Φυσική», σκέφτηκε και αποφάσισε να αποενοχοποιηθεί. Στράφηκε στις αναμνήσεις αλλά δεν έγινε τίποτα. Προσπάθησε να βάλει στη σκέψη της Φυσική και Χημεία και να τα
συνδυάσει με τις μνήμες βάρους για καθένα από αυτά - ένα κιλό μήλα είναι τέσσερα ή πέντε μήλα - και μια εκτίμηση για τον όγκο προκειμένου να συγκρίνει τη μέση πυκνότητα του μήλου με εκείνη του νερού, αλλά δεν ήταν δυνατόν να οδηγηθεί σε κάποιο έγκυρο συμπέρασμα. Έψαξε για μήλα στο ψυγείο αλλά βρήκε μόνο μανταρίνια, κλημεντίνες μάλιστα.
« Τι να γίνεται με το ΜΑΝΤΑΡΙΝΙ ; » αναρωτήθηκε ; Ήταν και πάλι αδύνατο να κάνει μια σοβαρή πρόβλεψη. Αποφάσισε να πάρει ένα και να δοκιμάσει. Μια γυάλινη κανάτα, νερό της βρύσης και . . . . .
και ΕΙΔΕ με τα μάτια της το μανταρίνι ΝΑ ΕΠΙΠΛΕΕΙ.
Έκανε τότε μια σκέψη και το ξεφλούδισε.
Κάθε φορά που έκανε κάτι τέτοιο,
στο βάθος της συνείδησης,
«έπαιζε» εκείνο το παλιό με την Αλεξίου
σε στίχους Λευτέρη Παπαδόπουλου,
«Οδός Αριστοτέλους» του Γιάννη Σπανού,
« έβγαζα απ’ τις τσέπες μου
φλούδες μανταρίνι» . Συγκεντρώθηκε στο μανταρίνι, το άφησε ξεφλουδισμένο στο νερό και . . .
το είδε εντυπωσιασμένη να ΒΥΘΙΖΕΤΑΙ .
Ήταν πολύ περίεργη για το ΜΗΛΟ και χτύπησε το κουδούνι στην κυρία Αλίκη στο διπλανό διαμέρισμα. « Έχω ένα μήλο, μήπως θέλετε και κάνα ΑΧΛΑΔΙ ; » .
Η κυρία Αλίκη ανήκει στο είδος των ανθρώπων που «δίνουν» .
Πήρε και το αχλάδι που της πρόσφερε, ένα κρουστάλι γύρω στα
100 γραμμάρια, το μήλο της φάνηκε αρκετά πιο βαρύ.
Η πρόβλεψή της ήταν ότι το αχλάδι θα επιπλέει, αλλά για το μήλο
δεν μπορούσε να προβλέψει τίποτα.
Κατευθύνθηκε προς
τη γυάλινη κανάτα με το νερό.
Έβαλε πρώτα το ΜΗΛΟ στο νερό και . . . .
το ΜΗΛΟ ΔΕΝ βυθίστηκε . Έμεινε στην επιφάνεια.
Το έβλεπε να ΕΠΙΠΛΕΕΙ με το 10% περίπου του όγκου έξω από το νερό.
Σκέφτηκε πώς με βάση τη Φυσική θα μπορούσε να συμπεράνει ότι η ( μέση ) πυκνότητα του μήλου είναι γύρω στο 900 kg/ m3 . Αργότερα που συζήτησε το θέμα με το φίλο της τον Βασίλη εκείνος θυμήθηκε ότι η μάνα του – «τότε» - όταν καθάριζε πολλά φιρίκια τα έβαζε - για να μη μαυρίσουν - σε μια κατσαρόλα με νερό και τα φιρίκια επέπλεαν.
Στράφηκε ύστερα στο ΑΧΛΑΔΙ. Η περιέργειά της μπορούσε τώρα να ικανοποιηθεί. Το πήρε στα χέρια και το άφησε προσεκτικά στο μεγάλο ποτήρι με το νερό. Και . . . . . . . .
ΑΧΛΑΔΙ άρχισε να ΒΟΥΛΙΑΖΕΙ. Αργά πολύ αργά κινήθηκε προς τα κάτω για να καταλήξει στον πυθμένα . Η εκτίμησή της, μέσα από τη Φυσική, ήταν ότι η ( μέση ) πυκνότητα του αχλαδιού είναι αρκετά κοντά σε εκείνη του νερού, ίσως λίγο μεγαλύτερη από 1000 kg/m3 .
Σκέφτηκε ότι η εμπειρία την οδήγησε στο συμπέρασμα ότι η πυκνότητα του αχλαδιού είναι οπωσδήποτε μεγαλύτερη από εκείνη του μήλου και ότι ένα κιλά αχλάδια έχουν μικρότερο όγκο από τον όγκο που έχουν ένα κιλό μήλα.
Την έκανε να στραφεί στη Χημεία και να αναρωτηθεί αν αυτό οφείλεται και στο ότι το ΑΧΛΑΔΙ περιέχει - εκτός από υδατάνθακες, βιταμίνες C και Β6 και φυτικές ίνες - πολύ χαλκό και ψευδάργυρο αλλά και ασβέστιο, φώσφορο και κάλιο. Βέβαια και το ΜΗΛΟ περιέχει υδατάνθακες, βιταμίνες C και Α, φολικό οξύ, μηλικό οξύ και μέταλλα όπως το ασβέστιο,
ο φώσφορος, το κάλιο και ο σίδηρος. Δύσκολο να βγει από αυτά κάποιο έγκυρο συμπέρασμα
Πάντως το - βασισμένο πάνω στην εμπειρία - γεγονός είναι ότι «κάθε αχλάδι είναι βαρύτερο από ένα μήλο ίσου όγκου»
Ήταν καιρός να ασχοληθεί και με ΠΟΡΤΟΚΑΛΙΑ.
Βρήκε ένα μεγάλο, το έβαλε στο νερό κι εκείνο έμεινε στην επιφάνεια, ΔΕΝ ΒΥΘΙΣΤΗΚΕ. Όταν όμως το ξεφλούδισε έγινε ότι και με το μανταρίνι.
«Τα πορτοκάλια επιπλέουν αλλά τα ξεφλουδισμένα πορτοκάλια βυθίζονται, κι αυτό είναι «κάτι» που μέχρι σήμερα ούτε το ήξερα ούτε το είχα φανταστεί» απεφάνθη μονολογώντας.
Η ώρα των μετρήσεων
Ωστόσο το ότι είχε σπουδάσει ΦΥΣΙΚΗ, την έσπρωχνε στο να « μετρήσει».
Η σκέψη της πήγε στη ζυγαριά που είχε στην κουζίνα και στο ογκομετρικό δοχείο που χρησιμοποιούσε για καλύτερη μαγειρική.
Έβαλε το ΑΧΛΑΔΙ στη ζυγαριά, «διάβασε» 140 περίπου γραμμάρια κι ύστερα έβαλε στο ογκομετρικό δοχείο νερό μέχρι τα 500 ml και το άφησε να βυθιστεί. Η στάθμη του νερού ανέβηκε κάπου στα 630ml . Ήξερε καλά ότι τόσο η ζύγιση όσο και η ογκομέτρηση δεν ήταν παρά μία εκτίμηση που συνοδεύεται από κάποιο «περίπου», ωστόσο δέχτηκε ότι σε αυτές τις « διαδρομές» δεν μπορείς παρά να αποδέχεσαι την αόρατη παρουσία του λάθους και προχώρησε μαζί με τα σφάλματα. Ο όγκος του αχλαδιού ήταν 130 ml, άρα η μέση πυκνότητά του 1,08 g/ml, λίγο μεγαλύτερη από εκείνη του νερού.
Το ΜΗΛΟ ζύγιζε 238 γραμμάρια κι όταν το έβαλε στο δοχείο με το νερό φρόντισε να το σπρώχνει προς τα κάτω με ένα λεπτό μαχαιράκι γιατί επέμενε να ανεβαίνει προς τα πάνω και για να γίνει ογκομέτρηση έπρεπε να είναι όλο βυθισμένο στο νερό. Διάβασε έτσι ότι ο όγκος του ήταν γύρω στα 270ml, άρα η μέση πυκνότητά του – αυτή δηλαδή που μετρήθηκε –
ήταν 0, 89 g/ml.
Αναζήτησε ένα ακόμα ΠΟΡΤΟΚΑΛΙ., όχι εκείνο που είχε ξεφλουδίσει. Βρήκε ένα αρκετά μεγάλο, το ζύγισε, «διάβασε» 350 γραμμάρια κι ύστερα «διάβασε» για τον όγκο του ότι ήταν 415 ml, περίπου. Η πυκνότητά του είχε λοιπόν μετρηθεί 0,84 g/ml. Πήγε ένα μικρότερο 260 γραμμαρίων και μέτρησε ότι είναι 305 ml, άρα η πυκνότητά του 0,85 g/ml. «Ένα πορτοκάλι είναι πιο ελαφρύ από ένα ίσου όγκου μήλο», πρώτη φορά το διαπίστωνε κι ας είχε μεγαλώσει με μήλα και με πορτοκάλια.
Σειρά είχε τώρα το ΜΑΝΤΑΡΙΝΙ . Διάλεξε ένα μεγαλούτσικο το βρήκε 140 περίπου γραμμάρια και «διάβασε» για τον όγκο του γύρω στα 146 ml, άρα μέση πυκνότητα 0, 96 g/ml. «Το μανταρίνι είναι βαρύτερο και από πορτοκάλι και από μήλο ίσου όγκου» σκέφτηκε.
Ύστερα το ξεφλούδισε, το ζύγισε 110 γραμμάρια και το ογκομέτρησε γύρω στα 105 ml, ξεφλουδισμένο είχε μέση πυκνότητα 1,05 g/ml μεγαλύτερη από εκείνη του νερού, το ότι «τα ξεφλουδισμένα μανταρίνια πάνε στον πάτο» ήταν φυσική συνέπεια της βαρύτητας.
