Φυσική Α Γυμνασίου : Πυκνότητα

Πυκνότητα είναι ένα φυσικό ποιοτικό μέγεθος που χαρακτηρίζει την ύλη και όχι την ποσότητα της ύλης.
Με την εφαρμογή που ακολουθεί θα δούμε την σχέση της πυκνότητας με την μάζα και τον όγκο του σώματος, Η πυκνότητα έχει άμεση σχέση και με την πλεύση των σωματων, αφού για να επιπλεύσει ένα σώμα πάνω σε ένα υγρό πρέπει να έχει μικρότερη πυκνότητα σε σχέση με την πυκνότητα του υγρού. Δηλαδή δεν εχει να κάνει με την ποσότητα της ύλης, αλλά με την πυκνότητά της.
Η εφαρμογή:
https://phet.colorado.edu/sims/density-and-buoyancy/density_en.html

ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ

Η πυκνότητα είναι μια χαρακτηριστική ιδιότητα των υλικών , που περιγράφει πόσο συμπαγές- πόσο πυκνό είναι ένα υλικό. Είναι ένας τρόπος να περιγράψουμε πόσο κοντά είναι τα μόρια (δομικά στοιχεία) των  υλικών.

Συμβολίζεται με τα γράμματα ρ ή d (density)

Η πυκνότητα εκφράζει τη μάζα του υλικού που περιέχεται σε μία μονάδα όγκου. 

Ο τύπος της πυκνότητας είναι: 

H μονάδα μέτρησης της πυκνότητας στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (S.I.) είναι το

1 kg/m³.

   Αρκετά συχνά όμως ως μονάδα χρησιμοποιείται και

το γραμμάριο ανά κυβικό εκατοστό, 1 g/cm³.ή

το χιλιόγραμμο ανά λίτρο εάν πρόκειται για υγρά 1 kg/L ή

το γραμμάριο ανά χιλιοστόλιτρο 1 g/ml

Σας θυμίζω ότι 1cm³=1ml

Βασική Παρατήρηση:

Η πυκνότητα δεν εξαρτάται από την ποσότητα του υλικού, αλλά αποτελεί κύριο και σταθερό χαρακτηριστικό, συγκεκριμένου κάθε φορά υλικού.

Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι για να βρω την πυκνότητα κάποιου υλικού χρειάζομαι ένα μικρό δείγμα από το υλικό και όχι ολόκληρο το υλικό.

Πυκνότητα και πλεύση

Παρατήρηση που προκύπτει από την εφαρμογή του phet –Colorado

Η πλεύση ενός σώματος πάνω σε ένα υγρό, εξαρτάται από την πυκνότητά του. Συγκεκριμένα παρατηρώ ότι σώματα με μικρότερη πυκνότητα από την πυκνότητα του νερού δεν βυθίζονται και επιπλέουν.

Φύλλο εργασίας για την εφαρμογή του phet-Colorado

https://phet.colorado.edu/sims/density-and-buoyancy/density_en.html

1.    Η πυκνότητα είναι χαρακτηριστική ιδιότητα των υλικών.

Γνωστά υλικά:

ΥΛΙΚΑ	ΜΑΖΑ kg	ΟΓΚΟΣ L	ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ	ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ Kg/L
ΞΥΛΟ				0,4
ΠΑΓΟΣ				0,92
ΤΟΥΒΛΟ				2
ΑΛΟΥΜΙΝΙΟ				2,70
ΦΕΛΙΖΟΛ				0,15

Παρατηρήσεις:

Ο Όγκος των στερεών σωμάτων βρέθηκε με βύθιση στη δεξαμενή. Η διαφορά των όγκων πριν και μετά μας δίνει τον όγκο του σώματος

Α)        Αλλάζω τις ποσότητες των υλικών και παρατηρώ ότι η πυκνότητα _____________ _________ και είναι ανεξάρτητη από την ποσότητα του υλικού (είτε αφορά την μάζα ή τον όγκο του υλικού)

Β)        Επιπλέουν τα υλικά : ___________________________________________________________________

Βυθίζονται τα υλικά: ___________________________________________________________________

Πυκνότητα νερού στους 20^οC είναι 998.2 kg/m³ ≈1kg/L

Παρατηρώ ότι : επιπλέουν τα σώματα των οποίων η πυκνότητα σε σχέση με την πυκνότητα του νερού  είναι _________________

Και βυθίζονται τα σώματα των οποίων η πυκνότητα σε σχέση με την πυκνότητα του νερού  είναι _________________________

Γ)         Σχέση πυκνότητας- ποσότητας:

Αλλάζω τις ποσότητες (μάζα και όγκος) και παρατηρώ ότι η πυκνότητα _____________ _________ δηλαδή  είναι ανεξάρτητη από την ποσότητα του υλικού.

2.    Η πυκνότητα είναι αντιστρόφως ανάλογη του όγκου

Έχουμε τέσσερα σώματα ίδιας μάζας και διαφορετικού όγκου

ΠΡΟΒΛΕΨΗ: Το σώμα που έχει την μεγαλύτερη πυκνότητα είναι το:

______________________________

Υπολογισμός της πυκνότητας:

ΣΩΜΑ	ΜΑΖΑ kg	ΟΓΚΟΣ L	ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ d=m/V
ΚΙΤΡΙΝΟ	5
ΜΠΛΕ	5
ΚΟΚΚΙΝΟ	5
ΠΡΑΣΙΝΟ	5

3.    H πυκνότητα είναι ανάλογη της μάζας

Έχουμε τέσσερα σώματα ίδιου όγκου και διαφορετικής μάζας

ΠΡΟΒΛΕΨΗ: Το σώμα που έχει την μεγαλύτερη πυκνότητα είναι το:

_____________________________

Υπολογισμός της πυκνότητας:

ΣΩΜΑ	ΜΑΖΑ kg	ΟΓΚΟΣ L	ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ d=m/V
ΚΙΤΡΙΝΟ		5
ΜΠΛΕ		5
ΚΟΚΚΙΝΟ		5
ΠΡΑΣΙΝΟ		5

4.    Πυκνότητα και πλεύση

Παρατηρώ ότι τα τέσσερα σώματα έχουν την ίδια πυκνότητα βυθίζονται με ανάλογο τρόπο, ανεξάρτητα από το μέγεθός τους

5.    Πρόβλεψη υλικού ανάλογα με την πυκνότητα που βρίσκω

ΣΩΜΑ	ΜΑΖΑ kg	ΟΓΚΟΣ L	ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ d=m/V	ΥΛΙΚΟ
ΚΙΤΡΙΝΟ
ΜΠΛΕ
ΚΟΚΚΙΝΟ
ΠΡΑΣΙΝΟ
ΜΩΒ