Маса, плътност и обем - форум „Физика за деца“

Маса, плътност и обем

Принос от Сангрия80 »21 февруари 2005 г. - 14:35

Принос от Ян Беренс »21 февруари 2005 г. - 15:01 ч

Плътността описва колко тясно частиците на дадено вещество лежат заедно.

Плътността се определя чрез разделяне на обема на масата.

Ако нещо има повече маса със същия обем, плътността му е по-висока.
Ако нещо има по-малък обем със същата маса, плътността му е по-висока.

Архимед се възползва от факта, че всяко вещество има специфична (своя) плътност.

Царят подозирал, че златарят е откраднал част от златото за короната и вместо това е добавил олово или сребро.
Ако случаят е такъв обаче, короната вече няма точно същата плътност като златото, а нещо между злато и олово или злато и сребро.
Следователно Архимед претегли короната и по този начин определи масата.
След това взе същата маса злато и я потопи в съд с вода. Логично нивото на водата се е повишило.
Обемът на златото е добавен към обема на водата. Сега той прави линия, за да отбележи нивото на водата и отново вади златото.
Ако сега той постави короната във водата, нивото на водата трябва отново да се повиши до отметката. Всичко друго означава лоши времена за златаря.

Разбира се, това може да се направи само с корона, която няма скъпоценни камъни, тъй като скъпоценните камъни имат различна плътност от златната.

Принос от гост »21 февруари 2005 г. - 17:59

Принос от Ян Беренс »22 февруари 2005 г. - 8:44 ч

Принос от Сангрия80 »24 февруари 2005 - 11:53 ч

Принос от Ян Беренс »24 февруари 2005 - 13:05

Такъв е случаят с повечето тъкани. Ако те се затоплят, т.е. частиците се движат повече, плътността намалява.
Същият брой частици (също същата маса) се нуждае от повече пространство поради движението на частиците.

Водата е огромното изключение, което също се нарича "аномалия на водата".
Водата има най-висока плътност при 4 ° C, така че тя все още е течна.
Ако стане по-студено, плътността отново намалява, така че същата маса вода се нуждае от повече пространство.
Можете да проверите това добре, ако замразите пластмасова бутилка, пълна до ръба, с вода във фризера.
Бутилката е издухана (следователно пластмасата не използва стъкло).

Тази аномалия е причината ледът да се носи. Ако плътността на леда беше по-висока от тази на водата, той щеше да потъне на дъното.
Причината за аномалията е специалната молекулярна структура на водата.

Течната вода има по-висока плътност от леда.

Принос от гост »24 февруари 2005 г. - 13:13

Принос от Сангрия80 »24 февруари 2005 г. - 13:14

Принос от Ян Беренс »24 февруари 2005 г. - 15:51 ч

Здрасти,
това не е напълно правилно.
Смесвате две различни неща:
1. Специфична плътност на веществата
2. Промяна на плътността чрез промяна на температурата

Те са две напълно различни неща.
Върнете се към златото и среброто (така или иначе го предпочитам) и нека пуснем частиците навън.

Нека си представим златно кюлче и сребърно кюлче. И двата абсолютно еднакви по размер (Добре, и аз не съм виждал такъв наистина).
С други думи, и двете имат еднакъв обем. Да приемем, че е голям колкото торба със сок, т.е. 1 литър (или 1000 см³).
Сега претегляме и двете ленти.
Златното кюлче тежи около 19 кг.
Сребърното кюлче тежи около 10,5 кг.
Според нашето съображение плътността трябва да казва нещо за съотношението маса на обем.
Така плътността е = m/V
За златото това е 19 kg/1L = 19Kg/L
За сребро това е 10.5Kg/1L = 10.5Kg/L

Можете да видите, че плътността на златото е почти два пъти по-голяма от среброто.
Тази разлика може да има две обяснения:
1. По-добра структура, т.е. повече атоми в същото пространство
или
2. Същият брой атоми в едно и също пространство, но по-тежък
В случая това е второто.

Или както би казал дядо: златото е по-тежко от среброто. Което, разбира се, не означава масата (защото 1 кг е 1 кг, независимо дали е злато или сребро), а съотношението маса и обем, т.е. плътността.

Принос от Ян Беренс »24 февруари 2005 - 16:06

Втората част с топлината е нещо съвсем различно и вече не се отнася до сравнението на злато и сребро, а на злато с 21 ° C със злато, което е 70 ° C.

Така че отново имаме нашия голф бар (няма да го върна).
Температурата му е 21 ° C, защото отдавна лежи в стаята ми. Казахме да, тежи 19 кг и има обем 1L.
Сега взимам горелката за кок и загрявам лентата до 70 ° C.
Топлината не е нищо повече от бързото люлеене на атомите напред-назад. Сега атомите вибрират по-бързо, но се нуждаят и от повече пространство, отколкото при 21 ° C. Какво се случва? Лентата се разширява, така че има по-голям обем. Да речем, 1,1L.
Той също има ли повече маса? Не! Месата не може да дойде от никъде. Не можете да направите 20 кг от 19 килограма злато, иначе всеки би направил това.

Но какво ще кажете за изчислението за плътността, в края на краищата, един компонент се е променил.
Плътност = 19Kg/1,1L = приблизително 17 Kg/L
Плътността е намаляла от 19Kg/L на 17Kg/L.

Принос от Сангрия80 »24 февруари 2005 - 16:27

Принос от махалото »24 февруари 2005 г. - 18:00 ч

за съжаление все още не е достигнал до вас.
След това трябва да отидем малко по-далеч от обема и масата. Може да знаете периодичната таблица на елементите. Това е ясна подредба на всички елементи, като злато, сребро, олово, уран, водород, хелий. . Можете да го намерите под следната връзка, за всички елементи има най-важните свойства (плътност, атомен радиус, температури на топене.) Http://www.periodensystem.info/periodensystem.htm
Както ще забележите, всички атоми са номерирани от 0 до 112. Как да получите тези числа, може би друг път. Но можете да кажете, колкото по-голямо е числото, толкова по-тежък е съответният елемент.

При една и съща температура в тялото атомите на среброто и златото са приблизително еднакво отдалечени един от друг. Но златният атом (масово число 196,9) е около 1,8 пъти по-тежък от сребърен атом (масов номер 107,8). Така че можете да видите, че при един и същ обем има приблизително еднакъв брой атоми в него, НО тъй като масата на всеки отделен златен атом е почти два пъти по-голяма от тази на сребърните атоми - тялото също има двойна маса. Сега трябва да прочетете отново раздела на Ян - той го обясни много добре.

В случай на материал, нека вземем злато, атомите са на определено разстояние. Ако сега добавите топлина, т.е.нагрявате тялото, те вибрират повече и следователно се нуждаят от повече пространство => така че като цяло при една и съща маса тялото се разширява и плътността му намалява. Вижте обяснението на Ян отново тук

Ще се видим тогава,
Махалото

Принос от Сангрия80 »24 февруари 2005 - 18:26

Принос от Ян Беренс »24 февруари 2005 - 19:25

Да, плътността се променя, когато температурата се промени.
Масата на златото е числото, което е на вашата скала, с други думи, казано по-просто, теглото в кг или грамове.
Обемът е пространството, което заема златото. Обемът се измерва в cm³ или литри. Ако ви помага, можете да вземете и кутия пълна като единица.

Следващ опит

Принос от махалото »24 февруари 2005 - 19:42

Ще започна с втория въпрос:

Така че обемът е спецификация на размера, например куб с дължина на ръба 10cm (т.е. 10cm x 10cm x 10cm) има обем 1000cm ^ 3 (1000 кубически сантиметра).

Масата е причината за гравитацията, тя е инертна и основно количество. Дава се в кг.

Тежестта е свързана с масата, това е резултат от гравитационните сили (погледнете във форума http://www.physikfuerkids.de/forum.html).
Например нашата земя и нашата 1 кг златна кюлчета. Теглото му следва от силата на тежестта (F = m * g, където g е ускорението поради гравитацията, около 10m/s ^ 2). Така че тегло от 1N (1 Нютон = 1 kg * m/s ^ 2) => теглото зависи от това къде се намирате. На земята гравитационното ускорение g варира между 9,78 и 9,84 m/s ^ 2. На Луната тя е около 6 пъти по-малка, така че теглото на Луната също е шест пъти по-малко - НО РАЗМЕРИТЕ са еднакви.

Сега към нашия проблем.
Взимаме 1 кг злато, т.е. много специфичен (огромен) брой атоми, който НЕ се променя. Те заемат определено пространство, обем, при всякаква температура. Колкото по-висока е температурата на златото, толкова повече място заема, така че обемът става по-голям.
От това следва, че за всяка температура може да се даде плътност = маса на обем (rho = m/V).
Така плътността намалява, когато обемът се увеличава с температурата, тъй като масата не се променя.