Задание 2, страница 75 - гдз по физике 7 класс учебник Кронгарт, Даданбеков

Задание 2. Определение плотности жидкости.

Ход работы:

1. С помощью рычажных весов определите массу пустого химического стакана $m_1$.

2. В мензурку налейте некоторое количество жидкости (примерно 50–60 г) и определите ее объем.

3. Вылейте эту жидкость в химический стакан, взвесьте жидкость вместе со стаканом $m_2$.

4. Рассчитайте массу жидкости в цилиндре: $m = m_2 - m_1$.

5. Произведите расчет по определению плотности жидкости по формуле: $\rho = \frac{m}{V}$.

6. Сделайте вывод о плотности жидкости (табл. 5).

Таблица 5

Масса тела $\text{m}$, г

Масса пустого стакана $m_1$

Объем жидкости $\text{V}$

Масса жидкости вместе со стаканом $m_2$

Плотность жидкости $\rho$, г/см$^3$

Название жидкости

Ниже представлено развернутое решение лабораторной работы по определению плотности жидкости, описанной в задании. Для этого был проведен гипотетический эксперимент с использованием воды в качестве исследуемой жидкости.

Дано:

Масса пустого химического стакана: $m_1 = 120.0 \text{ г}$

Объем жидкости в мензурке: $V = 50 \text{ мл}$

Масса стакана с жидкостью: $m_2 = 170.0 \text{ г}$

Переведем данные в систему СИ:

$m_1 = 120.0 \text{ г} = 0.12 \text{ кг}$

$V = 50 \text{ мл} = 50 \text{ см}^3 = 50 \cdot (10^{-2} \text{ м})^3 = 50 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3 = 5 \cdot 10^{-5} \text{ м}^3$

$m_2 = 170.0 \text{ г} = 0.17 \text{ кг}$

Найти:

Массу жидкости $m$ и ее плотность $\rho$.

Решение:

Для определения плотности жидкости выполним все шаги, указанные в ходе работы.

4. Рассчитайте массу жидкости в цилиндре: m = m₂ - m₁

Масса жидкости $m$ определяется как разность массы стакана с жидкостью $m_2$ и массы пустого стакана $m_1$.

$m = m_2 - m_1 = 170.0 \text{ г} - 120.0 \text{ г} = 50.0 \text{ г}$.

Это значение мы также запишем в первый столбец таблицы "Масса тела m, г".

Ответ: Масса жидкости составляет 50.0 г.

5. Произведите расчет по определению плотности жидкости по формуле: ρ = m/V

Плотность жидкости $\rho$ вычисляется как отношение ее массы $m$ к занимаемому объему $V$. Для расчета будем использовать единицы, указанные в таблице (г и см³).

Объем жидкости, измеренный мензуркой: $V = 50 \text{ мл} = 50 \text{ см}^3$.

Масса жидкости: $m = 50.0 \text{ г}$.

$\rho = \frac{m}{V} = \frac{50.0 \text{ г}}{50 \text{ см}^3} = 1.0 \text{ г/см}^3$.

Проведем расчет в системе СИ для проверки:

Масса в СИ: $m = 50.0 \text{ г} = 0.05 \text{ кг}$.

Объем в СИ: $V = 5 \cdot 10^{-5} \text{ м}^3$.

$\rho = \frac{0.05 \text{ кг}}{5 \cdot 10^{-5} \text{ м}^3} = 1000 \text{ кг/м}^3$.

Так как $1 \text{ г/см}^3 = 1000 \text{ кг/м}^3$, результаты совпадают.

Ответ: Плотность жидкости составляет 1.0 г/см³.

Заполненная по результатам измерений и расчетов Таблица 5:

• Масса тела m, г: 50.0
• Масса пустого стакана m₁: 120.0 г
• Объем жидкости V: 50 см³
• Масса жидкости вместе со стаканом m₂: 170.0 г
• Плотность жидкости ρ, г/см³: 1.0
• Название жидкости: Вода

6. Сделайте вывод о плотности жидкости (табл. 5)

В ходе выполнения лабораторной работы была экспериментально определена плотность жидкости. Полученное значение $\rho = 1.0 \text{ г/см}^3$ (или $1000 \text{ кг/м}^3$) соответствует табличному значению плотности пресной воды при температуре около 4°C. Это позволяет с высокой долей вероятности утверждать, что исследуемая жидкость является водой.

Ответ: Экспериментально определенная плотность жидкости составляет $1.0 \text{ г/см}^3$. Это значение соответствует плотности воды, следовательно, исследуемая жидкость — вода.