Экспериментальное исследование, страница 83 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

Экспериментальное исследование

С помощью мензурки определите объем молока и чистой воды, а с помощью весов измерьте их массы. На основе полученных данных определите их плотность. Сравните получившиеся показания с табличными значениями плотности.

Поскольку задание представляет собой описание экспериментального исследования, для демонстрации решения воспользуемся гипотетическими, но реалистичными данными, которые могли бы быть получены в ходе измерений.

Дано:

Для чистой воды:

Объем, измеренный мензуркой: $V_{воды} = 100 \text{ мл}$

Масса пустой мензурки: $m_{пм} = 150 \text{ г}$

Масса мензурки с водой: $m_{1} = 250 \text{ г}$

Для молока:

Объем, измеренный мензуркой: $V_{молока} = 100 \text{ мл}$

Масса мензурки с молоком: $m_{2} = 253 \text{ г}$

Перевод в систему СИ:

$V_{воды} = 100 \text{ мл} = 100 \text{ см}^3 = 100 \times 10^{-6} \text{ м}^3 = 10^{-4} \text{ м}^3$

$m_{пм} = 150 \text{ г} = 0.150 \text{ кг}$

$m_{1} = 250 \text{ г} = 0.250 \text{ кг}$

$V_{молока} = 100 \text{ мл} = 10^{-4} \text{ м}^3$

$m_{2} = 253 \text{ г} = 0.253 \text{ кг}$

Найти:

Плотность воды $\rho_{воды}$

Плотность молока $\rho_{молока}$

Сравнить полученные значения с табличными.

Решение:

Плотность вещества $(\rho)$ определяется как отношение массы тела $(m)$ к его объему $(V)$. Расчет производится по формуле: $\rho = \frac{m}{V}$

Массу исследуемой жидкости можно найти, вычтя массу пустой мензурки из массы мензурки с жидкостью.

1. Определение плотности воды.

Сначала находим массу налитой воды: $m_{воды} = m_{1} - m_{пм} = 0.250 \text{ кг} - 0.150 \text{ кг} = 0.100 \text{ кг}$

Теперь, зная массу и объем, рассчитываем плотность воды: $\rho_{воды} = \frac{m_{воды}}{V_{воды}} = \frac{0.100 \text{ кг}}{10^{-4} \text{ м}^3} = 1000 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$

2. Определение плотности молока.

Аналогично находим массу налитого молока: $m_{молока} = m_{2} - m_{пм} = 0.253 \text{ кг} - 0.150 \text{ кг} = 0.103 \text{ кг}$

Рассчитываем плотность молока: $\rho_{молока} = \frac{m_{молока}}{V_{молока}} = \frac{0.103 \text{ кг}}{10^{-4} \text{ м}^3} = 1030 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$

3. Сравнение с табличными значениями.

Табличное значение плотности чистой воды при 4 °C составляет $\rho_{табл.воды} \approx 1000 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$. Полученное нами экспериментальное значение $\rho_{воды} = 1000 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$ совпадает с табличным.

Табличное значение плотности молока варьируется в зависимости от его жирности и состава, но в среднем находится в диапазоне $1027-1032 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$. Наше экспериментальное значение $\rho_{молока} = 1030 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$ попадает в этот интервал, что свидетельствует о достоверности проведенных измерений.

Ответ: Экспериментально определенная плотность воды составила $1000 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$. Экспериментально определенная плотность молока составила $1030 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$. Полученные результаты хорошо согласуются с табличными значениями.