Дополнительный опыт № 4, страница 71 - гдз по химии 7 класс тетрадь для лабораторных и практических работ Габриелян, Аксенова

Измерение объёма жидкости с помощью мерной посуды. Дополнительные опыты - страница 71.

Условие.

Дополнительный опыт № 4

Измерение объёма жидкости с помощью мерной посуды

Цель: формирование умений измерять объём жидкости с помощью мерной посуды, определять цену её деления.

Оборудование и реактивы: различная мерная посуда, мерный цилиндр, химический стакан, вода.

Задание. Познакомиться с химической посудой и определить её назначение.

Инструкция

1. Определите, для измерения каких объёмов жидкости пригодна представленная на рисунке посуда (а, б, в, г).

2. Какую мерную посуду целесообразно использовать для отмеривания 2 мл, 10 мл, 25 мл, 100 мл жидкости? ($1$ мл = $1$ $см^3$).

3. Объясните, что обозначает запись: цилиндр измерительный 50 мл?

4. Определите цену деления мерной посуды, изображённой на рисунке (а, б, в, г).

5. Отмерьте с помощью разной мерной посуды: а) 20 мл воды; б) 5 мл воды. Долейте в мерную посуду ещё воды, доводя уровень жидкости до $43$ $см^3$. Какой объём воды был долит в мензурку?

6. Определите вместимость посуды, с помощью которой вы проводили измерения. На рисунке внизу показано, как правильно определить уровень жидкости.

7. Изготовьте мерную посуду для проведения домашних опытов.

Возьмите стеклянную пол-литровую банку и наклейте на внешнюю сторону её стенки, вдоль неё, полоску белой бумаги, как показано на рисунке.

Вместимость этой банки $0,5$ л = $500$ $см^3$ ($500$ мл). Разделив длину полоски, например, на 20 равных частей, вы получите мерную посуду с ценой деления 25 мл. (Объясните, почему это так.) Нанесите на полоску бумаги шкалу.

Проверить цену деления вы можете: а) при помощи мерной посуды (в школе); б) при помощи аптечной мерной посуды (дома); в) наливая в мерную посуду воду столовыми ложками (две столовые ложки воды имеют объём примерно 25 мл).

Используя изготовленную вами мерную посуду, определите вместимость небольшой кастрюли, детского ведёрка, лейки для полива комнатных цветов.

Определите объём предмета сложной формы (гвоздь, кольцо и т. д.).

Решение.

Решение 2.

1. Определите, для измерения каких объёмов жидкости пригодна представленная на рисунке посуда (а, б, в, г).

а) Посуда а (химический стакан) пригодна для измерения приблизительных объёмов жидкости в диапазоне от 50 до 250 мл.

б) Посуда б (мерный цилиндр малого объёма) пригодна для точного измерения малых объёмов жидкости, до 10 мл.

в) Посуда в (коническая колба с метками) пригодна для измерения очень приблизительных объёмов жидкости. Она не является точным измерительным прибором, а метки (25, 50, 150, 250 мл) служат лишь для ориентира.

г) Посуда г (мерный цилиндр) пригодна для точного измерения объёмов жидкости от 5 до 50 мл.

Ответ: а) для приблизительных объёмов от 50 до 250 мл; б) для малых объёмов до 10 мл; в) для очень приблизительных объёмов, указанных метками; г) для объёмов от 5 до 50 мл.

2. Какую мерную посуду целесообразно использовать для отмерения 2 мл, 10 мл, 25 мл, 100 мл жидкости? (1 мл = 1 см³).

Для измерения объёма жидкости следует выбирать посуду, чей максимальный измеряемый объём наиболее близок к измеряемому, и которая имеет наименьшую цену деления для обеспечения большей точности.

- Для 2 мл целесообразно использовать цилиндр б, так как он предназначен для малых объёмов и имеет высокую точность (малую цену деления).

- Для 10 мл можно использовать цилиндр б (на пределе измерения) или цилиндр г. Цилиндр б обеспечит большую точность, так как измеряемый объём равен его полной шкале.

- Для 25 мл следует использовать цилиндр г, у которого есть соответствующая отметка и точная шкала.

- Для 100 мл из представленных вариантов подходит только стакан а, у которого есть отметка 100 мл. Точность измерения при этом будет невысокой.

Ответ: для 2 мл - цилиндр б; для 10 мл - цилиндр б; для 25 мл - цилиндр г; для 100 мл - стакан а.

3. Объясните, что обозначает запись: цилиндр измерительный 50 мл?

Запись "цилиндр измерительный 50 мл" означает, что данный прибор является измерительным цилиндром (мензуркой), а его вместимость, то есть максимальный объём жидкости, который им можно измерить, составляет 50 миллилитров.

Ответ: Запись означает, что максимальный объём, который можно измерить данным цилиндром, равен 50 мл.

4. Определите цену деления мерной посуды, изображённой на рисунке (а, б, в, г).

Цена деления шкалы измерительного прибора определяется по формуле: $Ц.Д. = \frac{V_2 - V_1}{N}$, где $V_1$ и $V_2$ – значения двух соседних оцифрованных штрихов шкалы, а $N$ – число делений (промежутков) между ними.

а) Для посуды а возьмём отметки 100 мл и 150 мл. Разность объёмов $150 \text{ мл} - 100 \text{ мл} = 50 \text{ мл}$. Между ними 2 деления (одно малое и одно большое). Цена деления: $Ц.Д._а = \frac{50 \text{ мл}}{2} = 25$ мл.

б) Для посуды б возьмём отметки 8 мл и 9 мл. Разность объёмов $9 \text{ мл} - 8 \text{ мл} = 1 \text{ мл}$. Между ними 2 деления. Цена деления: $Ц.Д._б = \frac{1 \text{ мл}}{2} = 0,5$ мл.

в) Посуда в (коническая колба) не является точным измерительным прибором и не имеет шкалы с постоянной ценой деления. Метки на ней служат для грубой оценки объёма.

г) Для посуды г возьмём отметки 20 мл и 25 мл. Разность объёмов $25 \text{ мл} - 20 \text{ мл} = 5 \text{ мл}$. Между ними 5 делений. Цена деления: $Ц.Д._г = \frac{5 \text{ мл}}{5} = 1$ мл.

Ответ: а) 25 мл; б) 0,5 мл; в) не имеет постоянной цены деления; г) 1 мл.

5. Отмерьте с помощью разной мерной посуды: а) 20 мл воды; б) 5 мл воды. Долейте в мерную посуду ещё воды, доведя уровень жидкости до 43 см³. Какой объём воды был долит в мензурку?

а) 20 мл воды удобнее всего отмерить с помощью цилиндра г (цена деления 1 мл).

б) 5 мл воды можно отмерить с помощью цилиндра б (цена деления 0,5 мл) или г (цена деления 1 мл). Цилиндр б будет точнее.

Для расчётной части задачи будем считать, что в мензурку, где уже было 5 мл воды, долили еще воды.

Дано:

Начальный объём воды: $V_1 = 5 \text{ мл}$

Конечный объём воды: $V_2 = 43 \text{ см}^3$

Найти:

Объём долитой воды: $\Delta V$

Решение:

Поскольку $1 \text{ см}^3 = 1 \text{ мл}$, конечный объём воды равен $V_2 = 43 \text{ мл}$.

Объём долитой воды $\Delta V$ равен разности между конечным и начальным объёмами:

$\Delta V = V_2 - V_1 = 43 \text{ мл} - 5 \text{ мл} = 38 \text{ мл}$

Ответ: а) 20 мл - цилиндр г; б) 5 мл - цилиндр б. Был долит объём воды, равный 38 мл.

6. Определите вместимость посуды, с помощью которой вы проводили измерения. На рисунке внизу показано, как правильно определить уровень жидкости.

В задании 5 для измерения объёмов 5 мл, 20 мл и 43 мл наиболее подходящим является мерный цилиндр г, так как его диапазон измерений (до 50 мл) и цена деления (1 мл) оптимальны для этих значений. Вместимость (максимальный измеряемый объём) этого цилиндра составляет 50 мл.

Чтобы правильно определить уровень жидкости, необходимо:

1. Установить измерительную посуду на ровную горизонтальную поверхность.

2. Расположить глаза на уровне поверхности жидкости, чтобы избежать ошибки параллакса (искажения показаний при взгляде сверху или снизу).

3. У смачивающих жидкостей, как вода, поверхность имеет вогнутую форму (мениск). Отсчёт следует производить по нижнему краю мениска.

Ответ: Вместимость наиболее подходящей посуды (цилиндра г) - 50 мл. Уровень жидкости следует определять, расположив глаз на одном уровне с нижним мениском жидкости.

7. Изготовьте мерную посуду для проведения домашних опытов.

Этот пункт содержит практические задания. Ниже приведены ответы на теоретические вопросы из этого пункта.

Объяснение, почему при делении шкалы на 20 частей цена деления банки объёмом 500 мл становится 25 мл:

Цена деления — это объём, соответствующий одному наименьшему делению на шкале. Если общий объём посуды $V = 500 \text{ мл}$ разделить на $N = 20$ равных частей, то объём каждой части (цена деления) будет равен:

$Ц.Д. = \frac{V}{N} = \frac{500 \text{ мл}}{20} = 25 \text{ мл}$

Это рассуждение верно при условии, что банка имеет правильную цилиндрическую форму, то есть площадь её поперечного сечения одинакова по всей высоте. Для обычной банки это условие выполняется приблизительно.

Описание метода определения объёма предмета сложной формы:

Объём предмета неправильной (сложной) формы определяется методом вытеснения жидкости. Для этого необходимо:

1. Налить в мерную посуду воду и измерить её начальный объём $V_1$. Воды должно быть достаточно, чтобы тело полностью в неё погрузилось.

2. Полностью погрузить предмет в воду.

3. Измерить новый, конечный объём воды вместе с телом $V_2$.

4. Объём предмета $V_{предм}$ равен разности конечного и начального объёмов:

$V_{предм} = V_2 - V_1$

Ответ: Цена деления 25 мл получается в результате деления общего объёма 500 мл на 20 равных частей. Объём тела сложной формы определяют по разности объёмов жидкости в мерной посуде до и после полного погружения в неё тела.