Tömeg, sűrűség és mennyiség - Fizika gyerekeknek fórum

Tömeg, sűrűség és térfogat

Közreműködés: sangria80 »2005. február 21. - 14:35

Közreműködés: Jan Behrens »2005. február 21. - 15:01

A sűrűség azt írja le, hogy az anyag részecskéi milyen közel vannak egymáshoz.

A sűrűséget a térfogat tömegre osztásával határozzuk meg.

Ha valaminek nagyobb a tömege azonos térfogattal, annak sűrűsége nagyobb.
Ha valaminek kisebb a térfogata azonos tömeggel, akkor annak sűrűsége nagyobb.

Archimédész kihasználta azt a tényt, hogy minden anyagnak sajátos (saját) sűrűsége van.

A király gyanította, hogy az ötvös ellopta a korona aranyának egy részét, és ólmot vagy ezüstöt adott hozzá.
Ebben az esetben azonban a korona már nem pontosan azonos sűrűségű, mint az arany, hanem valami arany és ólom vagy arany és ezüst között.
Archimédész ezért megmérte a koronát, és így meghatározta a tömeget.
Aztán ugyanolyan tömegű aranyat vett, és vízbe merítette. Logikailag a vízszint emelkedett.
Az arany mennyiségét hozzáadták a víz térfogatához. Most egy vonalat készít a vízszint jelzésére, és újra kiveszi az aranyat.
Ha most a koronát a vízbe teszi, akkor a vízszintnek ismét a jelig kell emelkednie. Minden más rossz időket jelent az ötvös számára.

Természetesen ezt csak olyan koronával lehet megtenni, amelyben nincsenek drágakövek, mivel a drágakövek más sűrűségűek, mint az arany.

Közreműködés: vendég »2005. február 21. - 17:59

Közreműködés: Jan Behrens »2005. február 22. - 8:44

Közreműködés: sangria80 »2005. február 24. - 11:53

Közreműködés: Jan Behrens »2005. február 24. - 13:05

Ez a legtöbb szövet esetében a helyzet. Ha melegebbé válnak, vagyis a részecskék többet mozognak, a sűrűség csökken.
Ugyanazon részecskéknek (ugyanazt a tömeget is) több részre van szükségük a részecskék mozgása miatt.

A víz a hatalmas kivétel, amelyet "víz anomáliájának" is neveznek.
A víz sűrűsége 4 ° C-on a legnagyobb, ezért még mindig folyékony.
Ha hidegebb lesz, a sűrűség ismét csökken, ezért ugyanahhoz a víztömeghez több helyre van szükség.
Ezt jól ellenőrizheti, ha a fagyasztóban egy vízzel teli műanyag palackot lefagyaszt.
Az üveg kifújt (ezért a műanyag ne használjon üveget).

Ez a rendellenesség az oka annak, hogy a jég lebeg. Ha a jég sűrűsége nagyobb lenne, mint a vízé, akkor az a fenekére süllyedne.
Az anomália oka a víz speciális molekuláris szerkezete.

A folyékony víz sűrűsége nagyobb, mint a jégé.

Közreműködés: vendég »2005. február 24. - 13:13

Közreműködés: sangria80 »2005. február 24. - 13:14

Közreműködés: Jan Behrens »2005. február 24. - 15:51

Szia,
ez nem teljesen helyes.
Két különböző dolgot kever össze:
1. Az anyagok fajlagos sűrűsége
2. A sűrűség megváltoztatása a hőmérséklet változtatásával

Két teljesen különböző dolog.
Vissza az aranyhoz és az ezüsthöz (amúgy is jobban szeretem), és engedjük ki a részecskéket.

Képzeljünk el egy aranyrudat és egy ezüstrudat. Mindkettő pontosan ugyanolyan méretű (rendben, egyiket sem láttam igazából).
Más szavakkal, mindkettő azonos hangerővel rendelkezik. Tegyük fel, hogy akkora, mint egy zacskó lé, azaz 1 liter (vagy 1000 cm³).
Most megmérjük mindkét rudat.
Az aranyrúd súlya kb. 19 kg.
Az ezüst rúd súlya körülbelül 10,5 kg.
Megfontolásunk szerint a sűrűségnek mondania kell valamit a térfogatra eső tömeg arányáról.
Tehát a sűrűség = m/V
Arany esetében ez 19 kg/1L = 19Kg/L
Ezüst esetében ez 10,5 kg/1 l = 10,5 kg/l

Láthatja, hogy az arany sűrűsége majdnem kétszerese az ezüsténél.
Kétféle magyarázat lehet erre a különbségre:
1. Jobb szerkezet, azaz több atom ugyanabban a térben
vagy
2. Ugyanannyi atom ugyanabban a térben, de nehezebb
Ebben az esetben ez a második.

Vagy ahogy a nagypapa mondta volna: az arany nehezebb, mint az ezüst. Ami természetesen nem a tömeget jelenti (mert 1 kg 1 kg, függetlenül attól, hogy arany vagy ezüst), hanem a tömeg és a térfogat arányát, azaz a sűrűséget.

Közreműködés: Jan Behrens »2005. február 24. - 16:06

A második rész a hővel egészen más, és már nem az arany és az ezüst, hanem a 21 ° C-os arany és a 70 ° C-os arany összehasonlítására vonatkozik.

Szóval megint megvan a golf bárunk (nem adom vissza).
Hőmérséklete 21 ° C, mert hosszú ideje hever a szobámban. Azt mondtuk, hogy igen, súlya 19kg, térfogata 1L.
Most megfogom a zsemleégetőmet, és a rudat 70 ° C-ra melegítem.
A hő nem más, mint az atomok gyors előre-hátra lendítése. Az atomok most gyorsabban rezegnek, de több helyre is szükségük van, mint 21 ° C-on. Mi történik? A sáv kibővül, így nagyobb a hangereje. Mondjuk 1.1L.
Van neki is nagyobb tömege? Nem! A szentmise nem jöhet sehonnan. 19 kg-os aranyból nem lehet 20 kg-ot előállítani, különben mindenki ezt tenné.

De mi a helyzet a sűrűség kiszámításával, elvégre egy komponens megváltozott.
Sűrűség = 19 kg/1,1 liter = kb. 17 kg/l
A sűrűség 19 kg/l-ről 17 kg/l-re csökkent.

Közreműködés: sangria80 »2005. február 24. - 16:27

Közreműködés: az inga »2005. február 24. - 18:00.

sajnos még mindig nem jutott el hozzád.
Ezután valamivel tovább kellene mennünk, mint a térfogat és a tömeg. Lehet, hogy ismeri az elemek periódusos rendszerét. Minden elem világos elrendezése, például arany, ezüst, ólom, urán, hidrogén, hélium. . A következő link alatt talál egyet, az összes elem legfontosabb tulajdonságai (sűrűség, atomsugár, olvadási hőmérséklet) elérhetők a http://www.periodensystem.info/periodensystem.htm oldalon.
Amint észreveszi, az összes atom 0-tól 112.-ig van számozva. Hogyan lehet ezeket a számokat megszerezni, talán máskor. De mondhatja, hogy minél nagyobb a szám, annál nehezebb az adott elem.

A test azonos hőmérsékletén az ezüst és az arany atomjai nagyjából egyenlő távolságra vannak egymástól. De egy aranyatom (196,9 tömegszám) körülbelül 1,8-szor nehezebb, mint egy ezüstatom (107,8 tömegszám). Tehát láthatja, hogy ugyanolyan térfogattal nagyjából ugyanannyi atom van benne, DE mivel az egyes aranyatomok tömege majdnem kétszer akkora, mint az ezüstatomoké - a testnek is kétszer akkora a tömege. Most újra el kell olvasnia Jan szakaszát - nagyon jól elmagyarázta.

Egy anyag esetében vegyünk aranyat, az atomok bizonyos távolságra vannak egymástól. Ha most hőt ad hozzá, vagyis a testet felmelegíti, ezek jobban rezegnek, ezért nagyobb helyre van szükségük>> tehát összességében azonos tömeggel a test kitágul és sűrűsége csökken. Itt olvassa el ismét Jan magyarázatát

Majd találkozunk,
Az inga

Közreműködés: sangria80 »2005. február 24. - 18:26

Közreműködés: Jan Behrens »2005. február 24. - 19:25

Igen, a hőmérséklet változásakor a sűrűség változik.
Az arany tömege az a szám, amely a skálán van, más szóval, leegyszerűsítve: a súly kg-ban vagy grammban.
A térfogat az a hely, amelyet az arany foglal el. A térfogatot cm³-ben vagy literben mérjük. Ha ez segít, egységként egy dobozt is megtehet.

Következő próbálkozás

Közreműködés: az inga »2005. február 24. - 19:42

A második kérdéssel kezdem:

Tehát a kötet méretmeghatározás, például egy 10 cm-es (azaz 10 cm x 10 cm x 10 cm) élhosszúságú kocka térfogata 1000 cm ^ 3 (1000 köbcentiméter).

A tömeg a gravitáció oka, inert és alapmennyiség. Ezt kg-ban adják meg.

A súly kapcsolódik a tömeghez, ez a gravitációs erőkből származik (nézze meg a fórumot: http://www.physikfuerkids.de/forum.html).
Például a földünk és az 1 kg-os aranyrudunk. Súlya a súlyerőből következik (F = m * g, ahol g a gravitáció miatti gyorsulás, 10m/s ^ 2 körül). Tehát 1N súly (1 Newton = 1 kg * m/s ^ 2) => a tömeg attól függ, hogy hol tartózkodik. A földön a gravitációs gyorsulás 9,78 és 9,84 m/s ^ 2 között változik. A Holdon körülbelül 6-szor kisebb, így a Hold súlya is hatszor kisebb - DE A MÉRETEK ugyanazok.

Most a problémánkra.
1 kg aranyat veszünk, vagyis egy nagyon specifikus (hatalmas) atomszámot, amely NEM változik. Ezek bármilyen hőmérsékleten egy bizonyos helyet, térfogatot foglalnak el. Minél magasabb az arany hőmérséklete, annál több helyet foglal el, így a térfogat nagyobb lesz.
Ebből következik, hogy sűrűség = tömeg/térfogat (rho = m/V) megadható minden hőmérsékletre.
Tehát a sűrűség csökken, ha a térfogat a hőmérséklet függvényében növekszik, mivel a tömeg nem változik.