3-зертханалық жұмыс. Сұйықтың және қатты денелердің тығыздығын анықтау
Физика, 7 сынып. Оқулық: Кронгарт Б.А. және т.б. (Мектеп, 2025). 4 тарау: Тығыздық. 75–77-беттер.
Нені үйренесің
- Қатты дененің тығыздығын таразы мен мензурка арқылы анықтауды.
- Сұйықтың тығыздығын анықтауды: массасын — өлшеу арқылы, көлемін — мензуркамен.
- Табылған тығыздық бойынша затты кестемен салыстырып танып білуді.
- Нәтижелерді кестеге жазып, қорытынды жасауды.
Ой қозғау
- Тығыздықты қандай формуламен есептейді? $\rho=\frac{m}{V}$: массаны көлемге бөлеміз.
- Дұрыс емес пішінді дененің көлемін қалай табады? Мензуркадағы суға батырып, судың жаңа көлемінен бастапқы көлемін алып тастайды.
- Мензурканың бөлік құны деген не? Шкаланың бір кішкентай бөлігіне неше миллилитр келетіні.
💡 Тығыздық — заттың «саусақ ізі». Тығыздықты тапсаң, затты дерлік таныдың.
Тақырыпты талдаймыз
Жұмыстың мақсаты. Иінтірек таразы және өлшеуіш цилиндр (мензурка) көмегімен заттың тығыздығын анықтауды үйрену.
Құрал-жабдықтар.
- өлшеуіш цилиндр (мензурка);
- химиялық стақан;
- жіп;
- жез, болат, алюминий цилиндрлер;
- дұрыс пішінді ағаш білеуше;
- иінтірек таразы және гірлер жиынтығы.
⚠️ Қауіпсіздік техникасы. Шыны мензурка мен стақанды екі қолмен ұста және үстелдің ортасына қой: олар сынады. Гірлерді тек пинцетпен ал, саусақпен ұстама. Сұйықты татып көрме және жақыннан иіскеме. Су төгілсе, тайып кетпес үшін бірден сүрт. Мұқият әрі мұғалімнің рұқсатымен жұмыс істе.
1-тапсырма. Әртүрлі қатты денелердің тығыздығын анықтау
💡 Жіп жұқа болсын, ал дене суға толық батып, түбіне де, қабырғасына да тимесін. Көзіңді судың деңгейімен тең ұста: сонда оқу дәлірек болады.
Толтырылған кесте үлгісі (сандар шынайыға жуық, сенде өз сандарың болады):
| Дене | Масса $m$, г | Су көлемі $V_1$, $\text{см}^3$ | Дене мен судың көлемі $V_2$, $\text{см}^3$ | Дене көлемі $V_2-V_1$, $\text{см}^3$ | Тығыздығы $\rho$, $\text{г/см}^3$ | Зат атауы |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1-цилиндр | 78 | 40 | 50 | 10 | 7,8 | болат |
| 2-цилиндр | 85 | 40 | 50 | 10 | 8,5 | жез |
| 3-цилиндр | 27 | 40 | 50 | 10 | 2,7 | алюминий |
| Білеуше $4\times3\times2,\text{см}$ | 9,6 | — | — | 24 (сызғышпен) | 0,4 | құрғақ қарағай |
Формула бойынша есептеу. Болат цилиндр үшін:
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{78,\text{г}}{10,\text{см}^3}=7{,}8,\frac{\text{г}}{\text{см}^3}$
Жез үшін: $\frac{85}{10}=8{,}5$; алюминий үшін: $\frac{27}{10}=2{,}7$; білеуше үшін: $\frac{9{,}6}{24}=0{,}4,\text{г/см}^3$.
Тығыздықтарды салыстыру (10-пункт). Ең үлкен тығыздық жезде, одан кейін болат, сосын алюминий, ал ең кішісі — ағашта. Қарағай білеуше судан жеңіл ($0{,}4<1$), сондықтан ол жүзеді, ал металл цилиндрлер батады.
2-тапсырма. Сұйықтың тығыздығын анықтау
Толтырылған кесте үлгісі:
| Бос стақан массасы $m_1$, г | Сұйық көлемі $V$, $\text{см}^3$ | Сұйығы бар стақан массасы $m_2$, г | Сұйық массасы $m=m_2-m_1$, г | Сұйық тығыздығы $\rho$, $\text{г/см}^3$ | Сұйық атауы |
|---|---|---|---|---|---|
| 62 | 55 | 111,5 | 49,5 | 0,9 | машина майы |
Есептеу.
- $m=m_2-m_1=111{,}5,\text{г}-62,\text{г}=49{,}5,\text{г}$.
- $\rho=\frac{m}{V}=\frac{49{,}5,\text{г}}{55,\text{см}^3}=0{,}9,\frac{\text{г}}{\text{см}^3}$.
- Кестеде машина майының тығыздығы $0{,}90,\text{г/см}^3$ (өсімдік майының тығыздығы да осыған жуық).
📕 Оқулықтағы сұйық тығыздығын анықтау кестесінің бірінші бағанының тақырыбы «Дене массасы, $m$, г» деп басылған, ал сұйықтың массасын $m=m_2-m_1$ формуласымен табатыны жұмыс барысында айтылады: бұл баған — сұйықтың массасы. Оқулықта сұйықтың массасына арналған баған атауы дәл көрсетілмеген.
⚠️ Жиі кететін қате. Бос стақанның массасын алып тастауды ұмытып, «стақан және сұйық» массасын көлемге бөледі. Сонда тығыздық шамадан артық шығады. Тағы бір қате: сұйықтың бір бөлігі мензурка қабырғасында қалады, сондықтан соңғы тамшысына дейін құй.
Қорытынды
Қорытынды үлгісі. Мен цилиндрлердің, білеушелердің және сұйықтың массасы мен көлемін өлшеп, тығыздықты $\rho=\frac{m}{V}$ формуласымен есептедім. Цилиндрлер үшін $7{,}8$; $8{,}5$ және $2{,}7,\text{г/см}^3$ шықты, бұл болаттың, жездің және алюминийдің кестедегі мәндерімен сәйкес келеді. Білеушенің тығыздығы $0{,}4,\text{г/см}^3$ — бұл қарағай. Сұйықтың тығыздығы $0{,}9,\text{г/см}^3$ — бұл машина майы, ол судан жеңіл. Кестемен аздаған айырмашылықтар өлшеу қателігіне байланысты: мен бөліктерді көзбен оқыдым, ал жіп пен ауа көпіршіктері де көлемге әсер етеді.
👨👩👧 Ата-анаға. Үйде зертханалық таразы болмаса, жұмысты ас үйдегі таразы мен өлшегіш стақанмен қайталаңыз: қасықты өлшеп, көлемін суды ығыстыру арқылы анықтап, тығыздығын табыңыз. Тот баспайтын болат шамамен $7{,}8,\text{г/см}^3$ береді.
Жадынама
- Көлемді өлшемес бұрын өлше: дымқыл дене ауыр болады.
- Денені суға жіппен, толық, түбіне тигізбей батыр.
- Көзіңді судың бетімен тең ұста.
- Тығыздықты $\text{г/см}^3$-пен есептеп, кестемен салыстыр.