· ГДЗ · 4 хв. читати

§9. Визначаємо густину речовини - Засєкіна

ДУМАЙ

1. Які є способи визначення густини речовини?

Густину речовини можна визначити, розділивши масу тіла на його об’єм. Один із способів — виміряти об’єм тіла за допомогою градуйованої склянки з водою, а потім зважити тіло для визначення його маси. Поділивши масу на об’єм, отримаємо густину речовини.

2. Чому густина газів менша за густину рідин і густину твердих тіл?

Густина газів менша за густину рідин і твердих тіл, оскільки молекули в газах розташовані на значно більших відстанях одна від одної. Це означає, що в одиниці об’єму газу міститься менше молекул, ніж у рідинах або твердих тілах, що й призводить до меншої густини.

3. У циліндрі під поршнем міститься кисень. Поршень опускають. Поясни, як змінюється: а) маса газу; б) об’єм газу; в) густина газу

а) Маса газу не змінюється, оскільки кількість молекул кисню залишається незмінною.

б) Об’єм газу зменшується, оскільки поршень стискає кисень, зменшуючи простір, який він займає.

в) Густина газу збільшується, оскільки при зменшенні об’єму кількість молекул на одиницю об’єму зростає.

ДІЙ

РОЗВ’ЯЖИ ЗАДАЧІ

1. З двох тіл однакового об’єму друге має в 7 разів меншу масу, ніж перше. У якого тіла маса одиниці об’єму речовини більша? У скільки разів?

Дано:
m1m2=7\dfrac{m_1}{m_2} = 7
V1=V2=VV_1 = V_2 = V
ρ1ρ2?\dfrac{\rho_1}{\rho_2} - ?
Розв’язання:

Густину речовини визначаємо за формулою:

ρ=mV\rho = \dfrac{m}{V}

Знайдемо відношення густин:

ρ1ρ2=m1V1m2V2\dfrac{\rho_1}{\rho_2} = \dfrac{\dfrac{m_1}{V_1}}{\dfrac{m_2}{V_2}}

Оскільки V1=V2=VV_1 = V_2 = V, то:

ρ1ρ2=m1m2\dfrac{\rho_1}{\rho_2} = \dfrac{m_1}{m_2}

За умовою задачі m1m2=7\dfrac{m_1}{m_2} = 7, отже:

ρ1ρ2=7\dfrac{\rho_1}{\rho_2} = 7

Відповідь: густина першого тіла у 7 разів більша за густину другого тіла.

2. Об’єм металевого виробу — 50 см³, а його маса — 355 г. Обчисли густину цього металу. Який метал має таку густину?

Дано:
m=355 гm = 355 \text{ г}
V=50 см3V = 50 \text{ см}^3
ρ?\rho - ?
Розв’язання:

Густина визначається за формулою:

ρ=mV\rho = \dfrac{m}{V}

ρ=355 г50 см3=7,1гсм3=7100кгм3\rho = \dfrac{355 \text{ г}}{50 \text{ см}^3} = 7,1 \dfrac{\text{г}}{\text{см}^3} = 7100 \dfrac{\text{кг}}{\text{м}^3}

З таблиці 9.1 дізнаємося, що цинк має таку густину.


Відповідь: 7100кгм37100 \dfrac{\text{кг}}{\text{м}^3}, цинк

3. Яка густина рідини, 125 л якої мають масу 100 кг?

Дано:
m=100 кгm = 100 \text{ кг}
V=125 л=0,125 м3V = 125 \text{ л} = 0,125 \text{ м}^3
ρ?\rho - ?
Розв’язання:

Густина визначається за формулою:

ρ=mV\rho = \frac{m}{V}

ρ=100 кг0,125 м3=800кгм3\rho = \dfrac{100 \text{ кг}}{0,125 \text{ м}^3} = 800 \dfrac{\text{кг}}{\text{м}^3}

Відповідь: 800кгм3800 \dfrac{\text{кг}}{\text{м}^3}

4. Обчисли масу тіла, об’єм якого 250 см³, а густина речовини, з якої його виготовлено, дорівнює 11 300.

Дано:
ρ=11300 кг/м3\rho = 11300 \text{ кг}/\text{м}^3
V=250 см3=2,5104 м3V = 250 \text{ см}^3 = 2,5 \cdot 10^{-4} \text{ м}^3
m?m - ?
Розв’язання:

Визначаємо масу за формулою:

m=ρVm = \rho V

m=11300кгм32,5104 м3=2,825 кгm = 11300 \dfrac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 2,5 \cdot 10^{-4} \text{ м}^3 = 2,825 \text{ кг}

Відповідь: 2,825 кг

5. Об’єм залізної деталі — 750 дм³. Визнач масу деталі.

Дано:
ρ=7800 кг/м3\rho = 7800 \text{ кг}/\text{м}^3
V=750 дм3=0,75 м3V = 750 \text{ дм}^3 = 0,75 \text{ м}^3
m?m - ?
Розв’язання:

Визначаємо масу за формулою:

m=ρVm = \rho V

m=7800кгм30,75 м3=5850 кгm = 7800 \dfrac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 0,75 \text{ м}^3 = 5850 \text{ кг}

Відповідь: 5850 кг

6. Посудина, яку наповнили бензином, має масу 2 кг. Така сама посудина без бензину має масу 600 г. Визнач місткість посудини.

Дано:
m1=2 кгm_1 = 2 \text{ кг}
m2=600 г=0,6 кгm_2 = 600 \text{ г} = 0,6 \text{ кг}
ρ=710 кг/м3\rho = 710 \text{ кг}/\text{м}^3
V?V - ?
Розв’язання:

Визначаємо масу бензину:

Δm=m1m2\Delta m = m_1 - m_2
Δm=2 кг0,6 кг=1,4 кг\Delta m = 2 \text{ кг} - 0,6 \text{ кг} = 1,4 \text{ кг}

Визначаємо об’єм посудини за формулою:

V=Δmρ=1,4 кг710 кг/м3=0,002 м3=2 лV = \dfrac{\Delta m}{\rho} = \dfrac{1,4 \text{ кг}}{710 \text{ кг}/\text{м}^3} = 0,002\text{ м}^3 = 2 \text{ л}

Відповідь: 2 дм³, або 2 л

7. Маса срібної фігурки — 707 г, а її об’єм — 0,7 дм³. Визнач, чи суцільна ця фігурка.

Дано:
m=707 г=0,707 кгm = 707 \text{ г} = 0,707 \text{ кг}
V=0,7 дм3=7104 м3V = 0,7 \text{ дм}^3 = 7 \cdot 10^{-4} \text{ м}^3
ρсрібло=10500 кг/м3\rho_{\text{срібло}} = 10500 \text{ кг}/\text{м}^3
ρ?\rho - ?
Розв’язання:

Густина визначається за формулою:

ρ=mV\rho = \dfrac{m}{V}

Підставляємо значення маси та об’єму:

ρ=0,707 кг7104 м3=0,7070,0007=1010 кг/м3\rho = \dfrac{0,707 \text{ кг}}{7 \cdot 10^{-4} \text{ м}^3} = \dfrac{0,707}{0,0007} = 1010 \text{ кг}/\text{м}^3

Порівнюємо отриману густину з густиною срібла:

1010 кг/м3<10500 кг/м31010 \text{ кг}/\text{м}^3 < 10500 \text{ кг}/\text{м}^3

Оскільки густина фігурки (1010 кг/м³) набагато менша за густину срібла (10 500 кг/м³), можна зробити висновок, що фігурка не є суцільною і, ймовірно, містить порожнини або зроблена з іншого матеріалу.
Відповідь: Не суцільна

8. Скільки молекул міститься в 1 м³ води, якщо маса однієї молекули — 3⋅10−26 кг .

Дано:
m0=31026 кгm_0 = 3 \cdot 10^{-26} \text{ кг}
V=1 м3V = 1 \text{ м}^3
ρвода=1000 кг/м3\rho_{\text{вода}} = 1000 \text{ кг}/\text{м}^3

N?N - ?
Розв’язання:

Визначаємо масу води за формулою:

m=ρVm = \rho V

Підставляємо значення:

m=1000 кг/м31 м3=1000 кгm = 1000 \text{ кг}/\text{м}^3 \cdot 1 \text{ м}^3 = 1000 \text{ кг}

Визначаємо кількість молекул в 1 м³ води за формулою:

N=mm0N = \dfrac{m}{m_0}

Підставляємо значення:

N=1000 кг31026 кгN = \dfrac{1000 \text{ кг}}{3 \cdot 10^{-26} \text{ кг}}

Виконуємо розрахунок:

N=100031026=100010263=3,3331028N = \dfrac{1000}{3 \cdot 10^{-26}} = \frac{1000 \cdot 10^{26}}{3} = 3,333 \cdot 10^{28}

Округлюємо результат до двох значущих цифр:

N3,31028N \approx 3,3 \cdot 10^{28}

Відповідь: 3,310283,3 \cdot 10^{28} молекул

9. Алюмінієвий циліндр масою 1,35 кг повністю занурили в посудину, до країв наповнену спиртом. Якою є маса спирту, що вилився?

Дано:
mал=1,35 кгm_{\text{ал}} = 1,35 \text{ кг}
ρал=2700 кг/м3\rho_{\text{ал}} = 2700 \text{ кг}/\text{м}^3
ρсп=800 кг/м3\rho_{\text{сп}} = 800 \text{ кг}/\text{м}^3

mсп?m_{\text{сп}} - ?
Розв’язання:

Об’єм циліндра можна виразити через його масу та густину:

V=mалρал=1,352700=0,0005м3V = \dfrac{m_{\text{ал}}}{\rho_{\text{ал}}} = \dfrac{1,35}{2700} = 0,0005 \text{м}^3

Об’єм спирту, що витіснений, дорівнює об’єму циліндра, тому масу витісненого спирту можна знайти за формулою:

mсп=Vалρспm_{\text{сп}} = V_{\text{ал}} \cdot \rho_{\text{сп}}

Обчислюємо масу спирту:

mсп=0,0005 м3800 кг/м3=0,4 кгm_{\text{сп}} = 0,0005 \text{ м}^3 \cdot 800 \text{ кг}/\text{м}^3 = 0,4 \text{ кг}

Відповідь: 0,4 кг

10. Визнач масу порожнистого куба, виготовленого з латуні, якщо товщина стінок — 2 см, а довжина ребра — 8 см.

Дано:
ρ=8500 кг/м3\rho = 8500 \text{ кг/м}^3
a=8 см=0,08 мa = 8 \text{ см} = 0,08 \text{ м}
d=2 см=0,02 мd = 2 \text{ см} = 0,02 \text{ м}
m?m - ?
Розв’язання:

Спочатку визначимо об’єм порожнистого куба. Для цього нам потрібно обчислити різницю між об’ємом зовнішнього куба та об’ємом внутрішньої порожнини.

Об’єм зовнішнього куба:

V1=a3=0,083=0,512103 м3V_1 = a^3 = 0,08^3 = 0,512 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3

Об’єм внутрішньої порожнини:

V2=(a2d)3=(0,0820,02)3=0,064103 м3V_2 = (a - 2d)^3 = (0,08 - 2 \cdot 0,02)^3 = 0,064 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3

Тепер обчислимо об’єм матеріалу куба:

V=V=V1V2=0,512103 м30,064103 м3=0,448103 м3V = V = V_1 - V_2 = 0,512 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 - 0,064 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 = 0,448 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3

Для визначення маси використаємо формулу:

m=8500кгм30,448103 м33,8 кгm = 8500 \dfrac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 0,448 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 \approx 3,8 \text{ кг}

Відповідь: Маса порожнистого куба становить 3,8 кг.

11. Яка довжина мідного дроту, змотаного в моток із середнім діаметром 0,5 м, якщо маса дроту становить 22 кг, а діаметр дроту — 2 мм? Скільки приблизно витків дроту в мотку?

Дано:
D=0,5 мD = 0,5 \text{ м}
m=22 кгm = 22 \text{ кг}
d=2 мм=2103 мd = 2 \text{ мм} = 2 \cdot 10^{-3} \text{ м}
ρміді=8900 кг/м3\rho_{\text{міді}} = 8900 \text{ кг/м}^3
N?N - ?
Розв’язання:

Маса дроту визначається за формулою:

m=ρVm = \rho V

де V - об’єм дроту.

Об’єм дроту можна виразити як:

V=SlV = S \cdot l

Площа поперечного перерізу круглого дроту:

S=πd24S = \dfrac{\pi d^2}{4}

Підставляючи ці вирази в формулу маси, отримаємо:

m=ρπd24lm = \rho \cdot \dfrac{\pi d^2}{4} \cdot l

Звідси знайдемо довжину дроту:

l=4mρπd2l = \dfrac{4m}{\rho \pi d^2}

Підставляємо числові значення:

l=422 кг8900 кг/м33,14(2103 м)2786 мl = \dfrac{4 \cdot 22 \text{ кг}}{8900 \text{ кг/м}^3 \cdot 3,14 \cdot (2 \cdot 10^{-3} \text{ м})^2} \approx 786 \text{ м}

Знаходимо довжину одного витка мотка як довжину кола діаметром D:

l0=πD=3,140,5 м=1,57 мl_0 = \pi D = 3,14 \cdot 0,5 \text{ м} = 1,57 \text{ м}

Кількість витків знайдемо за формулою:

N=ll0=786 м1,57 м500N = \dfrac{l}{l_0} = \dfrac{786 \text{ м}}{1,57 \text{ м}} \approx 500

Відповідь: 500 витків

12. У посудині, маса якої 150 г, міститься 75 мл води. У посудину опустили п’ять однакових тіл (вода з посудини не виливається). Загальна маса посудини (з водою й тілами) становить 310 г. Визнач об’єм кожного тіла, якщо густина речовини, з якої вони виготовлені, 4 г/см³

Дано:
mпос=150 гm_{\text{пос}} = 150 \text{ г}
mзаг=310 гm_{\text{заг}} = 310 \text{ г}
Vв=75 мл=75 см3V_{\text{в}} = 75 \text{ мл} = 75 \text{ см}^3
ρв=1 г/см3\rho_{\text{в}} = 1 \text{ г/см}^3
ρт=4 г/см3\rho_{\text{т}} = 4 \text{ г/см}^3
N=5N = 5
Vт?V_{\text{т}} - ?
Розв’язання:

Визначаємо масу води:

mв=ρвVв=1 г/см375 см3=75 гm_{\text{в}} = \rho_{\text{в}} V_{\text{в}} = 1 \text{ г/см}^3 \cdot 75 \text{ см}^3 = 75 \text{ г}

Визначаємо загальну масу тіл, які занурили в посудину:

mт=mзагmпосmв=310 г150 г75 г=85 гm_{\text{т}} = m_{\text{заг}} - m_{\text{пос}} - m_{\text{в}} = 310 \text{ г} - 150 \text{ г} - 75 \text{ г} = 85 \text{ г}

Маса одного тіла:

m0=mтN=85 г5=17 гm_0 = \dfrac{m_{\text{т}}}{N} = \dfrac{85 \text{ г}}{5} = 17 \text{ г}

Знайдемо об’єм одного тіла:

Vт=m0ρт=17 г4 г/см3=4,25 см3V_{\text{т}} = \dfrac{m_0}{\rho_{\text{т}}} = \dfrac{17 \text{ г}}{4 \text{ г/см}^3} = 4,25 \text{ см}^3

Відповідь: 4,25 см³

Назад