'''[[Гіпермаркет Знань - перший в світі!|Гіпермаркет Знань]]>>[[Фізика і астрономія|Фізика і астрономія]]>>[[Фізика 7 клас. Повні уроки|Фізика 7 клас. Повні уроки]]; Фізика: Густина речовини. Кристалічні та аморфні тіла. Залежність лінійних розмірів твердих тіл від температури.Контрольна робота-1. Повні уроки.''' <br><metakeywords>Фiзика, 7 клас, урок, на тему. Густина речовини. Кристалічні та аморфні тіла. Залежність лінійних розмірів твердих тіл від температури.</metakeywords><br>''' Мета:''' Ознайомитися з поняттям "Густина речовини","Кристалічні та аморфні тіла".Визначити , як змінються лінійні розміри твердих тіл при зміні температури. <br><br>'''Хід уроку'''
+
'''[[Гіпермаркет Знань - перший в світі!|Гіпермаркет Знань]]>>[[Фізика і астрономія|Фізика і астрономія]]>>[[Фізика 7 клас. Повні уроки|Фізика 7 клас. Повні уроки]]; Фізика: Густина речовини. Кристалічні та аморфні тіла. Залежність лінійних розмірів твердих тіл від температури.Контрольна робота-1. Повні уроки.''' <br><metakeywords>Фiзика, 7 клас, урок, на тему. Густина речовини. Кристалічні та аморфні тіла. Залежність лінійних розмірів твердих тіл від температури.</metakeywords>
-
<br>
+
==Тема==
+
*'''Густина речовини. Кристалічні та аморфні тіла. Залежність лінійних розмірів твердих тіл від температури.Контрольна робота-1'''
-
'''Частина 1. '''<br>Для знайомства з новою фізичною величиною відправимося в ливарний цех заводу з вагами й лінійкою. Виберемо трохи різних по величині чавунних й алюмінієвих злитків прямокутної форми. Використовуючи ваги, виміряємо масу кожного злитка, а використовуючи лінійку, виміряємо їхні об'єми. Результати вимірів занесемо в таблицю.<br>
+
==Мета==
+
*Ознайомитися з поняттям "Густина речовини","Кристалічні та аморфні тіла".
+
*Визначити , як змінються лінійні розміри твердих тіл при зміні температури.
+
+
==Хід уроку==
+
+
===Густина речовини===
+
+
'''Частина 1. '''<br>Для знайомства з новою фізичною величиною відправимося в ливарний цех заводу з вагами й лінійкою. Виберемо трохи різних по величині чавунних й алюмінієвих злитків прямокутної форми. Використовуючи ваги, виміряємо масу кожного злитка, а використовуючи лінійку, виміряємо їхні об'єми. Результати вимірів занесемо в таблицю.
Помітимо, що при діленні маси кожного злитка на його об'єм виходять однакові значення частки для всіх чавунних злитків (≈ 7 кг/дм<sup>3</sup>) і для всіх алюмінієвих (≈ 3 кг/дм<sup>3</sup>). Тобто, незалежно від конкретних значень маси й об'єму їхня частка (результат ділення) залишається постійною величиною для даної речовини. Ця дивна закономірність і послужила приводом для введення у фізику спеціальної величини -'''густини речовини.''' <br>Отже, частка від ділення маси речовини на його об'єм у фізиці називається густиною речовини. Це - визначення щільності. Його можна записати й у вигляді формули: <br>[[Image:Den 7 14 3.gif]]<br>p - густина, кг/м<sup>3</sup><br> m – маса тіла, кг<br> V – об'єм тіла, м<sup>2</sup><br>Густина речовини це значення дробу. Тому числове значення густини речовини показує масу одиниці об'єму цієї речовини. Наприклад, густина чавуну 7 кг/дм<sup>3</sup>. Це значить, що 1 дм<sup>3</sup> чавуну має масу 7 кг. Густина прісної води – 1 кг/л. Отже, маса 1 л води дорівнює 1 кг.<br>Тіла виготовлені з різних речовин, при однакових об'ємах, мають різні маси, як показано на малюнку<br>[[Image:Den 7 14 1.gif]]<br>Густина речовини залежить як від маси складових його молекул, так і від об'єму, як показано на малюнку<br> [[Image:Den 7 14 2.gif]]<br>На відео можна побачити як відрізняються між собою маси тіл при різній густині <br>{{#ev:youtube|g0lmi3rnPts}}<br>'''Частина 2.'''<br>'''Кристалічні й аморфні тіла'''<br>По своїх фізичних властивостях і молекулярній структурі тверді тіла розділяються на два класи - аморфні й кристалічні.<br>'''Кристалічний стан''' характеризується наявністю чітко виділюваних природних граней, що утворять між собою певні кути. Прикладами речовин у кристалічному стані можуть служити сіль, цукровий пісок, сода й ін.<br>Якщо весь шматок речовини являє собою один кристал, то таке тіло називається монокристалом або просто кристалом. В інших випадках тіло являє собою безліч дрібних кристаликів, що вигадливо зрослися між собою, наприклад, шматок рафінаду. Такі тіла називають полікристалічними.<br>Наявність природних граней у монокристалів веде до чітко вираженого розходження у фізичних властивостях тіла по різних напрямках. Це може ставитися до механічної міцності, тепло- і електропровідності, пружності й т.д. Але не завжди всі властивості залежать від напрямку - кубічний кристал міді має однакову електропровідність в усіх напрямках, але різною пружністю.<br>У полікристалах прийнято говорити про середні значення фізичних величин, оскільки уздовж будь-якого обраного напрямку найдуться окремі кристали, як завгодно орієнтовані усередині тіла.<br>Другий вид твердого стану твердих тіл - '''аморфний стан'''. У цьому стані неможливо виявити навіть малі області, у яких спостерігалася б залежність фізичних властивостей від напрямку. Деякі речовини можуть перебувати в кожному із цих двох станів.<br>Наприклад, якщо розплавити кристалічний кварц (температура плавлення близько 1700° С), те при охолодженні він утворить плавлений кварц із іншими фізичними властивостями, однаковими в усіх напрямках. Аморфний стан - нестійкий стан твердих тел. Будучи надані самі собі, вони прагнуть згодом перейти в кристалічну форму, хоча цей процес може займати роки й навіть десятиліття.<br>Приклади кристалічних тіл наведені на малюнку:<br>[[Image:Den 7 14 6.jpg]]<br>Ознакою аморфного тіла є неправильна форма поверхні при зламі. До аморфних тіл ставляться смола, вар, пластмаса, віск і т.п.<br>Приклади аморфних тіл наведені на малюнку:<br>[[Image:Den 7 14 7.jpg]]<br>Один із цікавих аморфних тіл є звичайне скло. Під час війни в Ленінграді вчені зібрали осколки шибок, ще петровских часів. Провели виміри й виявили, що товщина в нижній частині скла була більше, ніж у верхній. Т.ч. протягом століть стекло продовжувало текти.<br>'''Частина 3.'''
+
Помітимо, що при діленні маси кожного злитка на його об'єм виходять однакові значення частки для всіх чавунних злитків (≈ 7 кг/дм<sup>3</sup>) і для всіх алюмінієвих (≈ 3 кг/дм<sup>3</sup>). Тобто, незалежно від конкретних значень маси й об'єму їхня частка (результат ділення) залишається постійною величиною для даної речовини. Ця дивна закономірність і послужила приводом для введення у фізику спеціальної величини -'''густини речовини.'''
+
+
Отже, частка від ділення маси речовини на його об'єм у фізиці називається густиною речовини. Це - визначення щільності. Його можна записати й у вигляді формули:
+
+
[[Image:Den 7 14 3.gif]]
+
+
p - густина, кг/м<sup>3</sup><br> m – маса тіла, кг<br> V – об'єм тіла, м<sup>2</sup>
+
+
Густина речовини це значення дробу. Тому числове значення густини речовини показує масу одиниці об'єму цієї речовини. Наприклад, густина чавуну 7 кг/дм<sup>3</sup>. Це значить, що 1 дм<sup>3</sup> чавуну має масу 7 кг. Густина прісної води – 1 кг/л. Отже, маса 1 л води дорівнює 1 кг.
+
+
Тіла виготовлені з різних речовин, при однакових об'ємах, мають різні маси, як показано на малюнку
+
+
[[Image:Den 7 14 1.gif]]
+
+
Густина речовини залежить як від маси складових його молекул, так і від об'єму, як показано на малюнку
+
+
[[Image:Den 7 14 2.gif]]
+
+
На відео можна побачити як відрізняються між собою маси тіл при різній густині
+
+
{{#ev:youtube|g0lmi3rnPts}}
+
+
===Кристалічні й аморфні тіла===
+
+
По своїх фізичних властивостях і молекулярній структурі тверді тіла розділяються на два класи - аморфні й кристалічні.
+
+
'''Кристалічний стан''' характеризується наявністю чітко виділюваних природних граней, що утворять між собою певні кути. Прикладами речовин у кристалічному стані можуть служити сіль, цукровий пісок, сода й ін.
+
+
Якщо весь шматок речовини являє собою один кристал, то таке тіло називається монокристалом або просто кристалом. В інших випадках тіло являє собою безліч дрібних кристаликів, що вигадливо зрослися між собою, наприклад, шматок рафінаду. Такі тіла називають полікристалічними.
+
+
Наявність природних граней у монокристалів веде до чітко вираженого розходження у фізичних властивостях тіла по різних напрямках. Це може ставитися до механічної міцності, тепло- і електропровідності, пружності й т.д. Але не завжди всі властивості залежать від напрямку - кубічний кристал міді має однакову електропровідність в усіх напрямках, але різною пружністю.
+
+
У полікристалах прийнято говорити про середні значення фізичних величин, оскільки уздовж будь-якого обраного напрямку найдуться окремі кристали, як завгодно орієнтовані усередині тіла.
+
+
Другий вид твердого стану твердих тіл - '''аморфний стан'''. У цьому стані неможливо виявити навіть малі області, у яких спостерігалася б залежність фізичних властивостей від напрямку. Деякі речовини можуть перебувати в кожному із цих двох станів.
+
+
Наприклад, якщо розплавити кристалічний кварц (температура плавлення близько 1700° С), те при охолодженні він утворить плавлений кварц із іншими фізичними властивостями, однаковими в усіх напрямках. Аморфний стан - нестійкий стан твердих тел. Будучи надані самі собі, вони прагнуть згодом перейти в кристалічну форму, хоча цей процес може займати роки й навіть десятиліття.
+
+
Приклади кристалічних тіл наведені на малюнку:
+
+
[[Image:Den 7 14 6.jpg]]
+
+
Ознакою аморфного тіла є неправильна форма поверхні при зламі. До аморфних тіл ставляться смола, вар, пластмаса, віск і т.п.
+
+
Приклади аморфних тіл наведені на малюнку:
+
+
[[Image:Den 7 14 7.jpg]]
+
+
Один із цікавих аморфних тіл є звичайне скло. Під час війни в Ленінграді вчені зібрали осколки шибок, ще петровских часів. Провели виміри й виявили, що товщина в нижній частині скла була більше, ніж у верхній. Т.ч. протягом століть стекло продовжувало текти.
+
+
===Залежність лінійних розмірів твердих тіл від температури===
+
+
Переважна більшість речовин при нагріванні розширюється. Це легко пояснено з позиції механічної теорії теплоти, оскільки при нагріванні молекули або атоми речовини починають рухатися швидше. У твердих тілах атоми починають із більшою амплітудою коливатися навколо свого середнього положення в кристалічних ґратах, і їм потрібно більше вільного простору. У результаті тіло розширюється. Так само й рідини й гази, по більшій частині, розширюються з підвищенням температури через збільшення швидкості теплового руху вільних молекул.
+
+
Основний закон теплового розширення говорить, що тіло з лінійним розміром L у відповідному вимірі при збільшенні його температури на ΔТ розширюється на величину ΔL, рівну:<br> ΔL = αLΔT<br>де α — так званий коефіцієнт лінійного теплового розширення. Аналогічні формули є для розрахунку зміни площі й обсягу тіла. У наведеному найпростішому випадку, коли коефіцієнт теплового розширення не залежить ні від температури, ні від напрямку розширення, речовина буде рівномірно розширюватися в усіх напрямках у строгій відповідності з вищенаведеною формулою.
+
+
==Контролюючий блок №1==
+
+
На питання: “Якої довжини Жовтнева залізниця?” - хтось відповів:
+
+
— Шістсот сорок кілометрів у середньому; улітку метрів на триста довше, ніж узимку.
+
+
Несподівана відповідь цей не так безглузда, як може здатися. Якщо довжиною залізниці називати довжину суцільного рейкового шляху, то він і справді повинен бути влітку довше, ніж узимку. Не забудемо, що від нагрівання рейки подовжуються — на кожен градус Цельсия більш ніж на одну 100000-ю своєї довжини. У пекучі літні дні температура рейки може доходити до 30 — 40° і вище; іноді рейка нагрівається сонцем так сильно, що обпікає руку. У зимові морози рейки прохолоджуються до — 25° і нижче. Якщо зупинитися на різниці в 55° між літньою й зимовою температурою, те, помноживши загальну довжину шляху 640 км на 0,00001 і на 55, одержимо близько 1/3 км. Виходить, що й справді рейковий шлях між Москвою й Ленінградом улітку на третину кілометра, тобто приблизно метрів на триста, довше, ніж узимку.
+
+
Зміняється тут, звичайно, не довжина дорогі, а тільки сума довжин всіх рейок. Це не те саме, тому що рейки залізничної колії не примикають друг до друга впритул: між їхніми стиками залишаються невеликі проміжки — запас для вільного подовження рейок при нагріванні [Зазор цей, при довжині рейок 8 м, повинен мати при 0° розмір 6 мм. Для повного закриття такого зазору потрібно підвищення температури рейки до 65 °С. При укладанні трамвайних рейок не можна, по технічних умовах, залишати зазорів. Эго звичайно не викликає скривлення рейок, тому що внаслідок занурення їх у ґрунт температурні коливання не так великі, та й самий спосіб скріплення рейок перешкоджає бічному їхньому скривленню.]. Наше обчислення показує, що сума довжин всіх рейок збільшується за рахунок загальної довжини цих порожніх проміжків; загальне подовження в літні пекучі дні досягає 300 м у порівнянні з величиною її в сильний мороз. Отже, залізна частина Жовтневої дороги дійсно влітку на 300 м довше, ніж узимку.
+
+
[[Image:Den 7 14 4.gif]]
+
+
Те ж трапляється іноді й з рейками залізничної колії. Справа в тому, що на ухилах рухомий склад поїзда при русі захоплює рейки за собою (інший раз навіть разом зі шпалами), у підсумку на таких ділянках шляху зазори нерідко зникають, і рейки прилягають друг до друга кінцями впритул.
+
+
'''Безкарне розкрадання'''
+
+
На лінії Ленінград - Москва щозими пропадає зовсім безвісти кілька сотень метрів дорогою телефонного й телеграфного дроту, і ніхто цим не стурбований, хоча винуватець зникнення добре відомий. Звичайно, і ви знаєте його: викрадач цей - мороз. Те, що ми говорили про рейки, цілком застосовно й до проводів, з тією лише різницею, що мідний телефонний дріт подовжується від теплоти в 1,5 рази більше, ніж сталь. Але тут уже немає ніяких порожніх проміжків, і тому ми без усяких застережень можемо затверджувати, що телефонна лінія Ленінград - Москва взимку метрів на 500 коротше, ніж улітку. Мороз безкарно щозими викрадає ледве не півкилометра дроту, не вносячись, втім, ніякого розладу в роботу телефону або телеграфу й акуратно повертаючи викрадене при настанні теплого часу.
+
+
'''Для інженерів теплове розширення — життєво важливе явище. Проектуючи сталевий міст через ріку в місті з континентальним кліматом, не можна не враховувати можливого перепаду температур у межах від —40°C до +40°C протягом року. Такі перепади викличуть зміну загальної довжини моста аж до декількох метрів, і, щоб міст не горбився влітку й не випробовував потужних навантажень на розрив узимку, проектувальники становлять міст із окремих секцій, з'єднуючи їх спеціальними термічними буферними зчленуваннями які щільно замикаються в жару й досить широко розходяться в холоднечу. На довгому мосту може налічуватися досить багато таких буферів.
+
+
Для трубопроводів передбачають спеціальні компенсатори, які компенсують зміна довгі окремих ділянок трубопроводу.'''
+
+
[[Image:Den 7 14 8.jpg]]
+
+
==Контрольна робота 1==
+
+
''1. Назви вимірювальні прилади, зображені на малюнках. Для виміру яких величин вони призначені?
+
+
[[Image:Den 7 14 9.gif]]
+
+
2. Чи однаковий час показують годинники на малюнку?
+
+
[[Image:Den 7 14 10.gif]]
+
+
3. Використовуючи малюнок, відповідай: при користуванні якими годинниками - цифровими або шкальними - легше припуститися помилки? Узагальни свій вивід не тільки на годинники, але й на інші відомі тобі цифрові й шкальні прилади.
+
+
4. Згадай зовнішній вигляд наступних вимірювальних приладів: секундомір, лічильник електроенергії, спідометр автомобіля, лічильник пройдених кілометрів на ньому, лінійка, покажчик частоти прийнятої станції на радіоприймачі, термометр, індикатор часу перегляду касети на відеомагнітофоні. Підкресли цифрові прилади червоними кольорами, а шкальні - синім.
+
+
[[Image:Den 7 14 11.gif]]
+
+
5. Знайди помилки на малюнках цих мензурок.
+
+
Густина олова 7300 кг/м<sup>3</sup>. Це значить, що …
+
+
а) Олово масою 7300 кг займає об'єм 7300 м<sup>3</sup>.
+
+
б) В об'ємі 1 м<sup>3</sup> утримується олово масою 7300 кг.
+
+
в) Олово масою 1 кг займає об'єм 7300 м<sup>3</sup>.
+
+
г) В об'ємі 0,5 м<sup>3</sup> утримується 730 кг олова.
+
+
6.Визначите вагу кулі масою 5 кг.
+
+
7.Чому притягання між людиною й Землею помітно, а тим часом же людиною й будинком - немає?
+
+
8. Експериментальний і теоретичний методи.
+
+
'''Вказівка.''' Нижче наведені тексти завдань, кожну з яких можна вирішити й теоретично, і експериментально. Вирішите кожне завдання спочатку шляхом міркувань, а потім перевірте отриманий вами вивід, проробивши описаний у завданні досвід.
+
+
8.1. В акваріумі з водою плаває склянка. Чи зміниться висота рівня води в акваріумі, якщо склянка утопити?
+
+
8.2. Склянка зі шматком пластиліну усередині плаває на воді. Чи зміниться глибина його занурення, якщо пластилін вийняти й приклеїти до дна склянки?
+
+
8.3. У мензурці з водою плаває шматок льоду. Чи зміниться висота рівня води, коли лід стане?
+
+
8.4. На вагах урівноважені скляна й пластмасова пляшки, частково заповнені водою. Чи порушиться рівновага, якщо ваги акуратно опустити в акваріум з водою?
+
+
8.5. На чашах равноплечих ваг знаходяться дві однакових склянки, до краю наповнені водою. В одній з них плаває дерев'яний брусок. У чи рівновазі ваги ?
+
+
8.6. У прямокутному акваріумі з водою плаває тіло. Визначите масу цього тіла, користуючись тільки лінійкою.
+
+
+
==Список використаних джерел==
+
+
''1. Янчук В. Довідник школяра: 5-11 кл., 2002, Київ ''
+
+
''2. Коршак Є. В., Ляшенко О. І., Савченко В.Ф. Фізика 7 клас: Підруч. для для загальноосвітніх навч. закл. - Ірпінь: Перун, 2002. ''
+
+
''3. Гончаренко С.У. Фізика: Основні закони і формули., 2006, Либідь. ''
+
+
''4. Вакуленко М. О. Російсько-український словник фізичної термінології / За ред. проф. О. В. Вакуленка (додаток: "Російсько-український фізичний словник":. - К., 2006. ''
+
+
<br>
+
+
----
+
+
<br>''Відредаговано та надіслано Фролов Д. В.''<br>
+
+
----
-
Переважна більшість речовин при нагріванні розширюється. Це легко пояснено з позиції механічної теорії теплоти, оскільки при нагріванні молекули або атоми речовини починають рухатися швидше. У твердих тілах атоми починають із більшою амплітудою коливатися навколо свого середнього положення в кристалічних ґратах, і їм потрібно більше вільного простору. У результаті тіло розширюється. Так само й рідини й гази, по більшій частині, розширюються з підвищенням температури через збільшення швидкості теплового руху вільних молекул. <br>Основний закон теплового розширення говорить, що тіло з лінійним розміром L у відповідному вимірі при збільшенні його температури на ΔТ розширюється на величину ΔL, рівну:<br> ΔL = αLΔT<br>де α — так званий коефіцієнт лінійного теплового розширення. Аналогічні формули є для розрахунку зміни площі й обсягу тіла. У наведеному найпростішому випадку, коли коефіцієнт теплового розширення не залежить ні від температури, ні від напрямку розширення, речовина буде рівномірно розширюватися в усіх напрямках у строгій відповідності з вищенаведеною формулою.<br>''''Контролюючий блок №1.'''''<b><br></b>На питання: “Якої довжини Жовтнева залізниця?” - хтось відповів:<br>— Шістсот сорок кілометрів у середньому; улітку метрів на триста довше, ніж узимку.<br>Несподівана відповідь цей не так безглузда, як може здатися. Якщо довжиною залізниці називати довжину суцільного рейкового шляху, то він і справді повинен бути влітку довше, ніж узимку. Не забудемо, що від нагрівання рейки подовжуються — на кожен градус Цельсия більш ніж на одну 100000-ю своєї довжини. У пекучі літні дні температура рейки може доходити до 30 — 40° і вище; іноді рейка нагрівається сонцем так сильно, що обпікає руку. У зимові морози рейки прохолоджуються до — 25° і нижче. Якщо зупинитися на різниці в 55° між літньою й зимовою температурою, те, помноживши загальну довжину шляху 640 км на 0,00001 і на 55, одержимо близько 1/3 км. Виходить, що й справді рейковий шлях між Москвою й Ленінградом улітку на третину кілометра, тобто приблизно метрів на триста, довше, ніж узимку.<br>Зміняється тут, звичайно, не довжина дорогі, а тільки сума довжин всіх рейок. Це не те саме, тому що рейки залізничної колії не примикають друг до друга впритул: між їхніми стиками залишаються невеликі проміжки — запас для вільного подовження рейок при нагріванні [Зазор цей, при довжині рейок 8 м, повинен мати при 0° розмір 6 мм. Для повного закриття такого зазору потрібно підвищення температури рейки до 65 °С. При укладанні трамвайних рейок не можна, по технічних умовах, залишати зазорів. Эго звичайно не викликає скривлення рейок, тому що внаслідок занурення їх у ґрунт температурні коливання не так великі, та й самий спосіб скріплення рейок перешкоджає бічному їхньому скривленню.]. Наше обчислення показує, що сума довжин всіх рейок збільшується за рахунок загальної довжини цих порожніх проміжків; загальне подовження в літні пекучі дні досягає 300 м у порівнянні з величиною її в сильний мороз. Отже, залізна частина Жовтневої дороги дійсно влітку на 300 м довше, ніж узимку.<br>[[Image:Den 7 14 4.gif]]<br>Те ж трапляється іноді й з рейками залізничної колії. Справа в тому, що на ухилах рухомий склад поїзда при русі захоплює рейки за собою (інший раз навіть разом зі шпалами), у підсумку на таких ділянках шляху зазори нерідко зникають, і рейки прилягають друг до друга кінцями впритул.<br>Безкарне розкрадання<br>На лінії Ленінград - Москва щозими пропадає зовсім безвісти кілька сотень метрів дорогою телефонного й телеграфного дроту, і ніхто цим не стурбований, хоча винуватець зникнення добре відомий. Звичайно, і ви знаєте його: викрадач цей - мороз. Те, що ми говорили про рейки, цілком застосовно й до проводів, з тією лише різницею, що мідний телефонний дріт подовжується від теплоти в 1,5 рази більше, ніж сталь. Але тут уже немає ніяких порожніх проміжків, і тому ми без усяких застережень можемо затверджувати, що телефонна лінія Ленінград - Москва взимку метрів на 500 коротше, ніж улітку. Мороз безкарно щозими викрадає ледве не півкилометра дроту, не вносячись, втім, ніякого розладу в роботу телефону або телеграфу й акуратно повертаючи викрадене при настанні теплого часу.<br>''Для інженерів теплове розширення — життєво важливе явище. Проектуючи сталевий міст через ріку в місті з континентальним кліматом, не можна не враховувати можливого перепаду температур у межах від —40°C до +40°C протягом року. Такі перепади викличуть зміну загальної довжини моста аж до декількох метрів, і, щоб міст не горбився влітку й не випробовував потужних навантажень на розрив узимку, проектувальники становлять міст із окремих секцій, з'єднуючи їх спеціальними термічними буферними зчленуваннями які щільно замикаються в жару й досить широко розходяться в холоднечу. На довгому мосту може налічуватися досить багато таких буферів.<br>Для трубопроводів передбачають спеціальні компенсатори, які компенсують зміна довгі окремих ділянок трубопроводу.''<br>[[Image:Den 7 14 8.jpg]]<br>'''Контрольна робота1'''<br>''1. Назви вимірювальні прилади, зображені на малюнках. Для виміру яких величин вони призначені?<br>[[Image:Den 7 14 9.gif]]<br>2. Чи однаковий час показують годинники на малюнку?<br>[[Image:Den 7 14 10.gif]]<br>3. Використовуючи малюнок, відповідай: при користуванні якими годинниками - цифровими або шкальними - легше припуститися помилки? Узагальни свій вивід не тільки на годинники, але й на інші відомі тобі цифрові й шкальні прилади.<br>4. Згадай зовнішній вигляд наступних вимірювальних приладів: секундомір, лічильник електроенергії, спідометр автомобіля, лічильник пройдених кілометрів на ньому, лінійка, покажчик частоти прийнятої станції на радіоприймачі, термометр, індикатор часу перегляду касети на відеомагнітофоні. Підкресли цифрові прилади червоними кольорами, а шкальні - синім.<br>[[Image:Den 7 14 11.gif]]<br>5. Знайди помилки на малюнках цих мензурок.<br>Густина олова 7300 кг/м<sup>3</sup>. Це значить, що …<br>а) Олово масою 7300 кг займає об'єм 7300 м<sup>3</sup>.<br>б) В об'ємі 1 м<sup>3</sup> утримується олово масою 7300 кг.<br>в) Олово масою 1 кг займає об'єм 7300 м<sup>3</sup>.<br>г) В об'ємі 0,5 м<sup>3</sup> утримується 730 кг олова.<br>6.Визначите вагу кулі масою 5 кг.<br>7.Чому притягання між людиною й Землею помітно, а тим часом же людиною й будинком - немає?<br>8. Експериментальний і теоретичний методи. <br>Вказівка. Нижче наведені тексти завдань, кожну з яких можна вирішити й теоретично, і експериментально. Вирішите кожне завдання спочатку шляхом міркувань, а потім перевірте отриманий вами вивід, проробивши описаний у завданні досвід.<br>8.1. В акваріумі з водою плаває склянка. Чи зміниться висота рівня води в акваріумі, якщо склянка утопити?<br>8.2. Склянка зі шматком пластиліну усередині плаває на воді. Чи зміниться глибина його занурення, якщо пластилін вийняти й приклеїти до дна склянки?<br>8.3. У мензурці з водою плаває шматок льоду. Чи зміниться висота рівня води, коли лід стане?<br>8.4. На вагах урівноважені скляна й пластмасова пляшки, частково заповнені водою. Чи порушиться рівновага, якщо ваги акуратно опустити в акваріум з водою?<br>8.5. На чашах равноплечих ваг знаходяться дві однакових склянки, до краю наповнені водою. В одній з них плаває дерев'яний брусок. У чи рівновазі ваги ?<br>8.6. У прямокутному акваріумі з водою плаває тіло. Визначите масу цього тіла, користуючись тільки лінійкою.''<br><br> ''<br>
-
'''Список використаних джерел:'''<br> 1. Янчук В. Довідник школяра: 5-11 кл., 2002, Київ
+
Поставить вопрос о современном образовании, выразить идею или решить назревшую проблему Вы можете на [http://xvatit.com/forum/ '''Образовательном форуме'''], где на международном уровне собирается образовательный совет свежей мысли и действия. Создав [http://xvatit.com/club/blogs/ '''блог,'''] Вы не только повысите свой статус, как компетентного преподавателя, но и сделаете весомый вклад в развитие школы будущего. [http://xvatit.com/school/guild/ '''Гильдия Лидеров Образования'''] открывает двери для специалистов высшего ранга и приглашает к сотрудничеству в направлении создания лучших в мире школ.<br>
+
-
2. Коршак Є. В., Ляшенко О. І., Савченко В.Ф. Фізика 7 клас: Підруч. для для загальноосвітніх навч. закл. - Ірпінь: Перун, 2002.
-
3. Гончаренко С.У. Фізика: Основні закони і формули., 2006, Либідь.
-
4. Вакуленко М. О. Російсько-український словник фізичної термінології / За ред. проф. О. В. Вакуленка (додаток: "Російсько-український фізичний словник":. - К., 2006.
-
<br><br>''Відредаговано та надіслано Фролов Д. В.''<br><br>Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, [http://xvatit.com/index.php?do=feedback напишите нам]. <br><br>Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - [http://xvatit.com/forum/ Образовательный форум].<br><br>
Густина речовини. Кристалічні та аморфні тіла. Залежність лінійних розмірів твердих тіл від температури.Контрольна робота-1
Мета
Ознайомитися з поняттям "Густина речовини","Кристалічні та аморфні тіла".
Визначити , як змінються лінійні розміри твердих тіл при зміні температури.
Хід уроку
Густина речовини
Частина 1. Для знайомства з новою фізичною величиною відправимося в ливарний цех заводу з вагами й лінійкою. Виберемо трохи різних по величині чавунних й алюмінієвих злитків прямокутної форми. Використовуючи ваги, виміряємо масу кожного злитка, а використовуючи лінійку, виміряємо їхні об'єми. Результати вимірів занесемо в таблицю.
Чавунні злитки
Алюмінієві злитки
Маса, кг
8,5
45
18
29
6,2
18
9,7
4.5
Об'єм,дм3
1,3
6,5
2,6
3,9
2,3
6,5
3,6
1,8
їхня частка
≈7
≈7
≈7
≈7
≈3
≈3
≈3
≈3
Помітимо, що при діленні маси кожного злитка на його об'єм виходять однакові значення частки для всіх чавунних злитків (≈ 7 кг/дм3) і для всіх алюмінієвих (≈ 3 кг/дм3). Тобто, незалежно від конкретних значень маси й об'єму їхня частка (результат ділення) залишається постійною величиною для даної речовини. Ця дивна закономірність і послужила приводом для введення у фізику спеціальної величини -густини речовини.
Отже, частка від ділення маси речовини на його об'єм у фізиці називається густиною речовини. Це - визначення щільності. Його можна записати й у вигляді формули:
p - густина, кг/м3 m – маса тіла, кг V – об'єм тіла, м2
Густина речовини це значення дробу. Тому числове значення густини речовини показує масу одиниці об'єму цієї речовини. Наприклад, густина чавуну 7 кг/дм3. Це значить, що 1 дм3 чавуну має масу 7 кг. Густина прісної води – 1 кг/л. Отже, маса 1 л води дорівнює 1 кг.
Тіла виготовлені з різних речовин, при однакових об'ємах, мають різні маси, як показано на малюнку
На відео можна побачити як відрізняються між собою маси тіл при різній густині
Кристалічні й аморфні тіла
По своїх фізичних властивостях і молекулярній структурі тверді тіла розділяються на два класи - аморфні й кристалічні.
Кристалічний стан характеризується наявністю чітко виділюваних природних граней, що утворять між собою певні кути. Прикладами речовин у кристалічному стані можуть служити сіль, цукровий пісок, сода й ін.
Якщо весь шматок речовини являє собою один кристал, то таке тіло називається монокристалом або просто кристалом. В інших випадках тіло являє собою безліч дрібних кристаликів, що вигадливо зрослися між собою, наприклад, шматок рафінаду. Такі тіла називають полікристалічними.
Наявність природних граней у монокристалів веде до чітко вираженого розходження у фізичних властивостях тіла по різних напрямках. Це може ставитися до механічної міцності, тепло- і електропровідності, пружності й т.д. Але не завжди всі властивості залежать від напрямку - кубічний кристал міді має однакову електропровідність в усіх напрямках, але різною пружністю.
У полікристалах прийнято говорити про середні значення фізичних величин, оскільки уздовж будь-якого обраного напрямку найдуться окремі кристали, як завгодно орієнтовані усередині тіла.
Другий вид твердого стану твердих тіл - аморфний стан. У цьому стані неможливо виявити навіть малі області, у яких спостерігалася б залежність фізичних властивостей від напрямку. Деякі речовини можуть перебувати в кожному із цих двох станів.
Наприклад, якщо розплавити кристалічний кварц (температура плавлення близько 1700° С), те при охолодженні він утворить плавлений кварц із іншими фізичними властивостями, однаковими в усіх напрямках. Аморфний стан - нестійкий стан твердих тел. Будучи надані самі собі, вони прагнуть згодом перейти в кристалічну форму, хоча цей процес може займати роки й навіть десятиліття.
Приклади кристалічних тіл наведені на малюнку:
Ознакою аморфного тіла є неправильна форма поверхні при зламі. До аморфних тіл ставляться смола, вар, пластмаса, віск і т.п.
Приклади аморфних тіл наведені на малюнку:
Один із цікавих аморфних тіл є звичайне скло. Під час війни в Ленінграді вчені зібрали осколки шибок, ще петровских часів. Провели виміри й виявили, що товщина в нижній частині скла була більше, ніж у верхній. Т.ч. протягом століть стекло продовжувало текти.
Залежність лінійних розмірів твердих тіл від температури
Переважна більшість речовин при нагріванні розширюється. Це легко пояснено з позиції механічної теорії теплоти, оскільки при нагріванні молекули або атоми речовини починають рухатися швидше. У твердих тілах атоми починають із більшою амплітудою коливатися навколо свого середнього положення в кристалічних ґратах, і їм потрібно більше вільного простору. У результаті тіло розширюється. Так само й рідини й гази, по більшій частині, розширюються з підвищенням температури через збільшення швидкості теплового руху вільних молекул.
Основний закон теплового розширення говорить, що тіло з лінійним розміром L у відповідному вимірі при збільшенні його температури на ΔТ розширюється на величину ΔL, рівну: ΔL = αLΔT де α — так званий коефіцієнт лінійного теплового розширення. Аналогічні формули є для розрахунку зміни площі й обсягу тіла. У наведеному найпростішому випадку, коли коефіцієнт теплового розширення не залежить ні від температури, ні від напрямку розширення, речовина буде рівномірно розширюватися в усіх напрямках у строгій відповідності з вищенаведеною формулою.
Контролюючий блок №1
На питання: “Якої довжини Жовтнева залізниця?” - хтось відповів:
— Шістсот сорок кілометрів у середньому; улітку метрів на триста довше, ніж узимку.
Несподівана відповідь цей не так безглузда, як може здатися. Якщо довжиною залізниці називати довжину суцільного рейкового шляху, то він і справді повинен бути влітку довше, ніж узимку. Не забудемо, що від нагрівання рейки подовжуються — на кожен градус Цельсия більш ніж на одну 100000-ю своєї довжини. У пекучі літні дні температура рейки може доходити до 30 — 40° і вище; іноді рейка нагрівається сонцем так сильно, що обпікає руку. У зимові морози рейки прохолоджуються до — 25° і нижче. Якщо зупинитися на різниці в 55° між літньою й зимовою температурою, те, помноживши загальну довжину шляху 640 км на 0,00001 і на 55, одержимо близько 1/3 км. Виходить, що й справді рейковий шлях між Москвою й Ленінградом улітку на третину кілометра, тобто приблизно метрів на триста, довше, ніж узимку.
Зміняється тут, звичайно, не довжина дорогі, а тільки сума довжин всіх рейок. Це не те саме, тому що рейки залізничної колії не примикають друг до друга впритул: між їхніми стиками залишаються невеликі проміжки — запас для вільного подовження рейок при нагріванні [Зазор цей, при довжині рейок 8 м, повинен мати при 0° розмір 6 мм. Для повного закриття такого зазору потрібно підвищення температури рейки до 65 °С. При укладанні трамвайних рейок не можна, по технічних умовах, залишати зазорів. Эго звичайно не викликає скривлення рейок, тому що внаслідок занурення їх у ґрунт температурні коливання не так великі, та й самий спосіб скріплення рейок перешкоджає бічному їхньому скривленню.]. Наше обчислення показує, що сума довжин всіх рейок збільшується за рахунок загальної довжини цих порожніх проміжків; загальне подовження в літні пекучі дні досягає 300 м у порівнянні з величиною її в сильний мороз. Отже, залізна частина Жовтневої дороги дійсно влітку на 300 м довше, ніж узимку.
Те ж трапляється іноді й з рейками залізничної колії. Справа в тому, що на ухилах рухомий склад поїзда при русі захоплює рейки за собою (інший раз навіть разом зі шпалами), у підсумку на таких ділянках шляху зазори нерідко зникають, і рейки прилягають друг до друга кінцями впритул.
Безкарне розкрадання
На лінії Ленінград - Москва щозими пропадає зовсім безвісти кілька сотень метрів дорогою телефонного й телеграфного дроту, і ніхто цим не стурбований, хоча винуватець зникнення добре відомий. Звичайно, і ви знаєте його: викрадач цей - мороз. Те, що ми говорили про рейки, цілком застосовно й до проводів, з тією лише різницею, що мідний телефонний дріт подовжується від теплоти в 1,5 рази більше, ніж сталь. Але тут уже немає ніяких порожніх проміжків, і тому ми без усяких застережень можемо затверджувати, що телефонна лінія Ленінград - Москва взимку метрів на 500 коротше, ніж улітку. Мороз безкарно щозими викрадає ледве не півкилометра дроту, не вносячись, втім, ніякого розладу в роботу телефону або телеграфу й акуратно повертаючи викрадене при настанні теплого часу.
Для інженерів теплове розширення — життєво важливе явище. Проектуючи сталевий міст через ріку в місті з континентальним кліматом, не можна не враховувати можливого перепаду температур у межах від —40°C до +40°C протягом року. Такі перепади викличуть зміну загальної довжини моста аж до декількох метрів, і, щоб міст не горбився влітку й не випробовував потужних навантажень на розрив узимку, проектувальники становлять міст із окремих секцій, з'єднуючи їх спеціальними термічними буферними зчленуваннями які щільно замикаються в жару й досить широко розходяться в холоднечу. На довгому мосту може налічуватися досить багато таких буферів.
Для трубопроводів передбачають спеціальні компенсатори, які компенсують зміна довгі окремих ділянок трубопроводу.
Контрольна робота 1
1. Назви вимірювальні прилади, зображені на малюнках. Для виміру яких величин вони призначені?
3. Використовуючи малюнок, відповідай: при користуванні якими годинниками - цифровими або шкальними - легше припуститися помилки? Узагальни свій вивід не тільки на годинники, але й на інші відомі тобі цифрові й шкальні прилади.
4. Згадай зовнішній вигляд наступних вимірювальних приладів: секундомір, лічильник електроенергії, спідометр автомобіля, лічильник пройдених кілометрів на ньому, лінійка, покажчик частоти прийнятої станції на радіоприймачі, термометр, індикатор часу перегляду касети на відеомагнітофоні. Підкресли цифрові прилади червоними кольорами, а шкальні - синім.
7.Чому притягання між людиною й Землею помітно, а тим часом же людиною й будинком - немає?
8. Експериментальний і теоретичний методи.
Вказівка. Нижче наведені тексти завдань, кожну з яких можна вирішити й теоретично, і експериментально. Вирішите кожне завдання спочатку шляхом міркувань, а потім перевірте отриманий вами вивід, проробивши описаний у завданні досвід.
8.1. В акваріумі з водою плаває склянка. Чи зміниться висота рівня води в акваріумі, якщо склянка утопити?
8.2. Склянка зі шматком пластиліну усередині плаває на воді. Чи зміниться глибина його занурення, якщо пластилін вийняти й приклеїти до дна склянки?
8.3. У мензурці з водою плаває шматок льоду. Чи зміниться висота рівня води, коли лід стане?
8.4. На вагах урівноважені скляна й пластмасова пляшки, частково заповнені водою. Чи порушиться рівновага, якщо ваги акуратно опустити в акваріум з водою?
8.5. На чашах равноплечих ваг знаходяться дві однакових склянки, до краю наповнені водою. В одній з них плаває дерев'яний брусок. У чи рівновазі ваги ?
8.6. У прямокутному акваріумі з водою плаває тіло. Визначите масу цього тіла, користуючись тільки лінійкою.
Список використаних джерел
1. Янчук В. Довідник школяра: 5-11 кл., 2002, Київ
2. Коршак Є. В., Ляшенко О. І., Савченко В.Ф. Фізика 7 клас: Підруч. для для загальноосвітніх навч. закл. - Ірпінь: Перун, 2002.
3. Гончаренко С.У. Фізика: Основні закони і формули., 2006, Либідь.
4. Вакуленко М. О. Російсько-український словник фізичної термінології / За ред. проф. О. В. Вакуленка (додаток: "Російсько-український фізичний словник":. - К., 2006.
Відредаговано та надіслано Фролов Д. В.
Поставить вопрос о современном образовании, выразить идею или решить назревшую проблему Вы можете на Образовательном форуме, где на международном уровне собирается образовательный совет свежей мысли и действия. Создав блог, Вы не только повысите свой статус, как компетентного преподавателя, но и сделаете весомый вклад в развитие школы будущего. Гильдия Лидеров Образования открывает двери для специалистов высшего ранга и приглашает к сотрудничеству в направлении создания лучших в мире школ.
