चित्र 1. कुछ पदार्थों के घनत्व की तालिका। लेखक24 - छात्र पत्रों का ऑनलाइन आदान-प्रदान

हमारे आस-पास की दुनिया में सभी निकायों के अलग-अलग आकार और आयतन होते हैं। लेकिन समान वॉल्यूमेट्रिक डेटा के साथ भी, पदार्थों का द्रव्यमान काफी भिन्न होगा। भौतिकी में, इस घटना को पदार्थ का घनत्व कहा जाता है।

घनत्व एक बुनियादी भौतिक अवधारणा है जो किसी भी ज्ञात पदार्थ की विशेषताओं का एक विचार देता है।

परिभाषा 1

किसी पदार्थ का घनत्व एक भौतिक मात्रा है जो प्रति इकाई आयतन एक निश्चित पदार्थ के द्रव्यमान को दर्शाता है।

किसी पदार्थ के घनत्व के संदर्भ में आयतन की इकाइयाँ आमतौर पर घन मीटर या घन सेंटीमीटर होती हैं। किसी पदार्थ के घनत्व का निर्धारण विशेष उपकरणों और उपकरणों द्वारा किया जाता है।

किसी पदार्थ के घनत्व को निर्धारित करने के लिए, उसके शरीर के द्रव्यमान को उसके स्वयं के आयतन से विभाजित करना आवश्यक है। किसी पदार्थ के घनत्व की गणना करते समय, निम्नलिखित मानों का उपयोग किया जाता है:

शरीर का वजन ($ मी $); शरीर की मात्रा ($ वी $); शरीर घनत्व ($ $)

टिप्पणी 1

$ $ ग्रीक वर्णमाला "ro" का अक्षर है और दबाव के लिए समान पदनाम के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए - $ p $ ("pe")।

पदार्थ के घनत्व का सूत्र

किसी पदार्थ के घनत्व की गणना SI माप प्रणाली का उपयोग करके की जाती है। इसमें घनत्व की इकाइयों को किलोग्राम प्रति घन मीटर या ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर में व्यक्त किया जाता है। किसी भी माप प्रणाली का भी उपयोग किया जा सकता है।

एक पदार्थ का घनत्व अलग-अलग होता है यदि वह एकत्रीकरण की विभिन्न अवस्थाओं में होता है। दूसरे शब्दों में, ठोस अवस्था में किसी पदार्थ का घनत्व तरल या गैसीय अवस्था में उसी पदार्थ के घनत्व से भिन्न होगा। उदाहरण के लिए, सामान्य तरल अवस्था में पानी का घनत्व 1000 किलोग्राम प्रति घन मीटर होता है। जमी हुई अवस्था में पानी (बर्फ) का घनत्व 900 किलोग्राम प्रति घन मीटर होगा। सामान्य वायुमंडलीय दबाव और शून्य डिग्री के करीब तापमान पर जल वाष्प का घनत्व 590 किलोग्राम प्रति घन मीटर होगा।

किसी पदार्थ के घनत्व का मानक सूत्र इस प्रकार है:

मानक सूत्र के अलावा, जो केवल ठोस पदार्थों के लिए उपयोग किया जाता है, सामान्य परिस्थितियों में गैस के लिए एक सूत्र है:

$ = एम / वीएम $, जहां:

• $ एम $ - गैस का दाढ़ द्रव्यमान,
• $ Vm $ - गैस की दाढ़ की मात्रा।

ठोस दो प्रकार के होते हैं:

• झरझरा;
• मुक्त बहना।

टिप्पणी 2

उनकी भौतिक विशेषताएं किसी पदार्थ के घनत्व को सीधे प्रभावित करती हैं।

सजातीय निकायों का घनत्व

परिभाषा 2

सजातीय निकायों का घनत्व शरीर के द्रव्यमान और उसके आयतन का अनुपात है।

किसी पदार्थ के घनत्व की अवधारणा में एक सजातीय संरचना के साथ एक सजातीय और समान रूप से वितरित शरीर के घनत्व की परिभाषा शामिल है, जिसमें यह पदार्थ होता है। यह एक स्थिर मान है और जानकारी की बेहतर समझ के लिए विशेष तालिकाएँ बनाई जाती हैं, जहाँ सभी सामान्य पदार्थ एकत्र किए जाते हैं। प्रत्येक पदार्थ के मूल्यों को तीन घटकों में विभाजित किया गया है:

• ठोस शरीर घनत्व;
• तरल अवस्था में शरीर का घनत्व;
• गैसीय अवस्था में किसी पिंड का घनत्व।

पानी एक काफी सजातीय पदार्थ है। कुछ पदार्थ इतने सजातीय नहीं होते हैं, इसलिए उनके लिए शरीर का औसत घनत्व निर्धारित किया जाता है। इस मान को प्राप्त करने के लिए, प्रत्येक घटक के लिए पदार्थ का परिणाम अलग से जानना आवश्यक है। ढीले और झरझरा निकायों में वास्तविक घनत्व होता है। इसकी संरचना में रिक्तियों को ध्यान में रखे बिना इसे परिभाषित किया गया है। विशिष्ट गुरुत्व की गणना किसी पदार्थ के द्रव्यमान को उसके द्वारा व्याप्त संपूर्ण आयतन से विभाजित करके की जा सकती है।

ऐसे मान एक दूसरे से सरंध्रता के गुणांक से संबंधित हैं। यह शरीर के कुल आयतन के लिए voids की मात्रा के अनुपात का प्रतिनिधित्व करता है, जिसकी वर्तमान में जांच की जा रही है।

पदार्थों का घनत्व कई अतिरिक्त कारकों पर निर्भर करता है। उनमें से कई एक साथ कुछ पदार्थों के लिए इस मान को बढ़ाते हैं, और दूसरों के लिए इसे घटाते हैं। कम तापमान पर पदार्थ का घनत्व बढ़ जाता है। कुछ पदार्थ अलग-अलग तरीकों से तापमान में बदलाव का जवाब देने में सक्षम होते हैं। इस मामले में, यह कहने की प्रथा है कि एक निश्चित तापमान सीमा पर घनत्व असामान्य रूप से व्यवहार करता है। ऐसे पदार्थों में अक्सर कांस्य, पानी, कच्चा लोहा और कुछ अन्य मिश्र धातु शामिल होते हैं। 4 डिग्री सेल्सियस पर पानी का घनत्व सबसे अधिक होता है। आगे हीटिंग या कूलिंग के साथ, यह सूचक भी महत्वपूर्ण रूप से बदल सकता है।

एकत्रीकरण की एक अवस्था से दूसरी अवस्था में संक्रमण के दौरान जल के घनत्व के साथ कायांतरण होता है। इन मामलों में, घातांक अपने मूल्यों को अचानक बदल देता है। यह गैसीय अवस्था से तरल में संक्रमण के साथ-साथ तरल क्रिस्टलीकरण के क्षण में उत्तरोत्तर बढ़ता है।

असाधारण मामले हैं, और कई हैं। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन में जमने के दौरान घनत्व कम होता है।

किसी पदार्थ के घनत्व का मापन

किसी पदार्थ के घनत्व को प्रभावी ढंग से मापने के लिए आमतौर पर विशेष उपकरण का उपयोग किया जाता है। यह मिश्रण है:

• तराजू;
• एक शासक के रूप में मापने वाला उपकरण;
• बड़ा फ्लास्क।

यदि परीक्षण पदार्थ ठोस अवस्था में है, तो एक सेंटीमीटर के रूप में एक माप को मापने के उपकरण के रूप में उपयोग किया जाता है। यदि परीक्षण पदार्थ एकत्रीकरण की तरल अवस्था में है, तो माप के लिए एक वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क का उपयोग किया जाता है।

सबसे पहले, आपको एक सेंटीमीटर या वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क का उपयोग करके शरीर की मात्रा को मापना होगा। शोधकर्ता माप पैमाने को देखता है और परिणाम रिकॉर्ड करता है। यदि एक घन आकार के लकड़ी के ब्लॉक की जांच की जाती है, तो घनत्व पक्ष के मूल्य के बराबर होगा, जिसे तीसरी शक्ति तक बढ़ाया जाएगा। तरल की जांच करते समय, उस बर्तन के द्रव्यमान को अतिरिक्त रूप से ध्यान में रखना आवश्यक है जिसके साथ माप किया जाता है। प्राप्त मूल्यों को पदार्थ के घनत्व के लिए सार्वभौमिक सूत्र में प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए और संकेतक की गणना की जानी चाहिए।

गैसों के लिए, संकेतक की गणना बहुत कठिन है, क्योंकि विभिन्न माप उपकरणों का उपयोग करना आवश्यक है।

आमतौर पर, पदार्थों के घनत्व की गणना के लिए एक हाइड्रोमीटर का उपयोग किया जाता है। यह तरल पदार्थों पर परिणाम प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। पाइकोनोमीटर का उपयोग करके वास्तविक घनत्व का अध्ययन किया जाता है। काज़िंस्की और सीडेलमैन अभ्यास का उपयोग करके मिट्टी की जांच की जाती है।

न केवल इसके आकार पर निर्भर करता है, बल्कि उस पदार्थ पर भी निर्भर करता है जिससे शरीर बना है। तो, एक ही मात्रा के निकायों, विभिन्न पदार्थों से बने, अलग-अलग द्रव्यमान होते हैं, और इसके विपरीत: समान द्रव्यमान वाले निकायों, विभिन्न पदार्थों से बने, अलग-अलग मात्रा में होते हैं।

शरीर का घनत्व - द्रव्यमान और आयतन की निर्भरता

उदाहरण के लिए, 10 सेमी के किनारे वाले लोहे के घन का द्रव्यमान 7.8 किलोग्राम है, उसी आयाम के एल्यूमीनियम घन का द्रव्यमान 2.7 किलोग्राम है, और बर्फ के समान घन का द्रव्यमान 0.9 किलोग्राम है। किसी दिए गए पदार्थ के प्रति इकाई आयतन के द्रव्यमान को दर्शाने वाली मात्रा को घनत्व कहा जाता है। घनत्व शरीर के वजन और उसके आयतन के भागफल के बराबर होता है, अर्थात।

ρ = एम / वी, जहां ("आरओ" पढ़ें) शरीर का घनत्व है, एम इसका द्रव्यमान है, वी मात्रा है।

एसआई इकाइयों में, घनत्व किलोग्राम प्रति घन मीटर (किलो / एम 3) में मापा जाता है; ऑफ-सिस्टम इकाइयाँ भी अक्सर उपयोग की जाती हैं, जैसे कि ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर (g / cm3)। जाहिर है, 1 किग्रा/एम3 = 0.001 ग्राम/सेमी3। ध्यान दें कि जब पदार्थों को गर्म किया जाता है, तो उनका घनत्व कम हो जाता है या (कम बार) बढ़ जाता है, लेकिन यह परिवर्तन इतना महत्वहीन है कि गणना में इसकी उपेक्षा की जाती है।

आइए हम एक आरक्षण करें कि गैसों का घनत्व स्थिर नहीं है; जब हम किसी गैस के घनत्व के बारे में बात करते हैं, तो हमारा मतलब आमतौर पर इसका घनत्व 0 डिग्री सेल्सियस और सामान्य वायुमंडलीय दबाव (760 मिलीमीटर पारा) होता है।

शरीर के वजन और आयतन की गणना

रोजमर्रा की जिंदगी में, हमें अक्सर विभिन्न निकायों के द्रव्यमान और आयतन की गणना करने की आवश्यकता का सामना करना पड़ता है। घनत्व लागू करके ऐसा करना सुविधाजनक है।

विभिन्न पदार्थों का घनत्व तालिकाओं से निर्धारित किया जाता है, उदाहरण के लिए, पानी का घनत्व 1000 किग्रा / मी 3 है, एथिल अल्कोहल का घनत्व 800 किग्रा / मी 3 है।

घनत्व की परिभाषा से यह इस प्रकार है कि किसी पिंड का द्रव्यमान उसके घनत्व और आयतन के गुणनफल के बराबर होता है। पिंड का आयतन द्रव्यमान और घनत्व के भागफल के बराबर होता है। इसका उपयोग गणना में किया जाता है:

एम = * वी; या वी = एम / पी;

gdn m किसी दिए गए पिंड का द्रव्यमान है, इसका घनत्व है, V पिंड का आयतन है।

ऐसी गणना के एक उदाहरण पर विचार करें

एक खाली गिलास का द्रव्यमान m1 = 200 g है। यदि आप इसमें पानी डालते हैं, तो इसका द्रव्यमान m2 = 400 g होगा। यदि आप पारा की समान मात्रा (आयतन के अनुसार) डालते हैं तो इस गिलास का द्रव्यमान क्या होगा?

समाधान।चलो ढेर सारा पानी मिलाते हैं। यह एक गिलास पानी के द्रव्यमान और एक खाली गिलास के द्रव्यमान के बीच के अंतर के बराबर होगा:

एमवाटर = एम2- एम1 = 400 ग्राम 200 ग्राम = 200 ग्राम

आइए इस पानी का आयतन ज्ञात करें:

वी = एम / ρw = 200 ग्राम / 1 ग्राम / सेमी 3 = 200 सेमी 3 (पीडब्ल्यू पानी घनत्व)।

आइए इस आयतन में पारे का द्रव्यमान ज्ञात करें:

एमआरटी = ртV = 13.6 ग्राम / सेमी3 * * 200 सेमी3 = 2720 ग्राम।

आइए आवश्यक द्रव्यमान ज्ञात करें:

एम = एमआरटी + एम1 = 2720 ग्राम + 200 ग्राम = 2920 ग्राम।

उत्तर:पारा के साथ एक गिलास का द्रव्यमान 2920 ग्राम है।

आइए अधिक जटिल गणना उदाहरण पर विचार करें

1 और ρ2 घनत्व वाली दो धातुओं के एक पिंड का द्रव्यमान m और आयतन V होता है। पिंड में इन धातुओं का आयतन ज्ञात कीजिए।

समाधान।मान लीजिए V1 पहली धातु का आयतन है, V2 दूसरी धातु का आयतन है। तब V1 + V2 = V; वी1 = वी वी2; ρ1V1 + p2V2 = ρ1V1 + ρ2 (V V1) = m

हाई स्कूल भौतिकी पाठ्यक्रम में पदार्थों के घनत्व का अध्ययन शुरू होता है। भौतिकी और रसायन विज्ञान पाठ्यक्रमों में आणविक गतिज सिद्धांत की नींव की आगे की प्रस्तुति में इस अवधारणा को मौलिक माना जाता है। पदार्थ की संरचना का अध्ययन करने का उद्देश्य, अनुसंधान विधियों को दुनिया के बारे में वैज्ञानिक विचार बनाने के लिए माना जा सकता है।

भौतिकी दुनिया की एक एकीकृत तस्वीर का प्रारंभिक विचार देती है। ग्रेड 7 अनुसंधान विधियों, भौतिक अवधारणाओं और सूत्रों के व्यावहारिक अनुप्रयोग के बारे में सबसे सरल विचारों के आधार पर किसी पदार्थ के घनत्व का अध्ययन करता है।

भौतिक अनुसंधान के तरीके

जैसा कि आप जानते हैं, प्राकृतिक घटनाओं के अध्ययन के तरीकों में अवलोकन और प्रयोग प्रतिष्ठित हैं। वे प्राथमिक विद्यालय में प्राकृतिक घटनाओं का निरीक्षण करना सिखाते हैं: वे सबसे सरल माप लेते हैं, अक्सर "प्रकृति कैलेंडर" रखते हैं। शिक्षा के ये रूप बच्चे को दुनिया का अध्ययन करने, देखी गई घटनाओं की तुलना करने और कारण और प्रभाव संबंधों की पहचान करने की आवश्यकता के लिए प्रेरित कर सकते हैं।

हालांकि, केवल एक पूर्ण प्रयोग ही युवा शोधकर्ता को प्रकृति के रहस्यों को उजागर करने के लिए उपकरण देगा। प्रायोगिक, अनुसंधान कौशल का विकास व्यावहारिक कक्षाओं में और प्रयोगशाला कार्य के दौरान किया जाता है।

भौतिकी पाठ्यक्रम में एक प्रयोग लंबाई, क्षेत्रफल, आयतन जैसी भौतिक राशियों की परिभाषा के साथ शुरू होता है। साथ ही, गणितीय (बच्चे के लिए काफी सारगर्भित) और भौतिक ज्ञान के बीच एक संबंध स्थापित होता है। बच्चे के अनुभव का उल्लेख करते हुए, वैज्ञानिक दृष्टिकोण से उसे लंबे समय से ज्ञात तथ्यों पर विचार करना, उसमें आवश्यक क्षमता के निर्माण में योगदान देता है। इस मामले में सीखने का लक्ष्य नई चीजों को स्वतंत्र रूप से समझने की इच्छा है।

घनत्व अध्ययन

समस्याग्रस्त शिक्षण पद्धति के अनुसार, पाठ की शुरुआत में, आप प्रसिद्ध पहेली से पूछ सकते हैं: "कौन सा भारी है: एक किलोग्राम फुलाना या एक किलोग्राम कच्चा लोहा?" बेशक, 11-12 साल के बच्चे आसानी से उस सवाल का जवाब दे देते हैं जिसे वे जानते हैं। लेकिन मुद्दे के सार के लिए एक अपील, इसकी ख़ासियत को प्रकट करने की क्षमता, घनत्व की अवधारणा की ओर ले जाती है।

किसी पदार्थ का घनत्व उसके आयतन की इकाई का द्रव्यमान होता है। आमतौर पर पाठ्यपुस्तकों या संदर्भ पुस्तकों में दी गई तालिका, आपको पदार्थों के बीच अंतर के साथ-साथ पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति का मूल्यांकन करने की अनुमति देती है। ठोस, तरल और गैसों के भौतिक गुणों में अंतर का एक संकेत, पहले माना जाता है, इस अंतर की व्याख्या न केवल कणों की संरचना और पारस्परिक व्यवस्था में, बल्कि पदार्थ की विशेषताओं की गणितीय अभिव्यक्ति में भी होती है। भौतिकी के एक अलग स्तर पर।

अध्ययन के तहत अवधारणा के भौतिक अर्थ के बारे में ज्ञान का समेकन पदार्थों के घनत्व की तालिका की अनुमति देता है। एक बच्चा, इस प्रश्न का उत्तर देता है: "किसी निश्चित पदार्थ के घनत्व के मूल्य का क्या अर्थ है?" समझता है कि यह पदार्थ का 1 सेमी 3 (या 1 मीटर 3) का द्रव्यमान है।

इस स्तर पर घनत्व इकाइयों का प्रश्न पहले ही उठाया जा सकता है। माप की इकाइयों को विभिन्न संदर्भ प्रणालियों में परिवर्तित करने के तरीकों पर विचार करना आवश्यक है। इससे सोच की स्थिर प्रकृति से छुटकारा पाना संभव हो जाता है, अन्य मामलों में कलन की अन्य प्रणालियों को स्वीकार करना संभव हो जाता है।

घनत्व निर्धारण

स्वाभाविक रूप से, भौतिकी का अध्ययन समस्याओं को हल किए बिना पूरा नहीं हो सकता। इस स्तर पर, गणना सूत्र दर्ज किए जाते हैं। 7वीं कक्षा के भौतिकी में, शायद बच्चों के लिए मात्राओं का पहला शारीरिक संबंध। न केवल घनत्व की अवधारणाओं के अध्ययन के कारण, बल्कि समस्याओं को हल करने के तरीकों को सीखने के तथ्य के कारण भी उस पर विशेष ध्यान दिया जाता है।

यह इस स्तर पर है कि एक भौतिक कम्प्यूटेशनल समस्या को हल करने के लिए एल्गोरिदम, बुनियादी सूत्रों, परिभाषाओं, कानूनों को लागू करने की विचारधारा रखी गई है। शिक्षक भौतिकी में घनत्व सूत्र के रूप में इस तरह के अनुपात का उपयोग करके समस्या का विश्लेषण, अज्ञात की खोज करने का तरीका, माप की इकाइयों का उपयोग करने की ख़ासियत सिखाने की कोशिश करता है।

समस्या समाधान का उदाहरण

उदाहरण 1

उस पदार्थ का निर्धारण करें जिससे 540 ग्राम वजन का घन और 0.2 डीएम 3 का आयतन बनाया जाता है।

-? मी = 540 ग्राम, वी = 0.2 डीएम 3 = 200 सेमी 3

विश्लेषण

समस्या के प्रश्न के आधार पर, हम समझते हैं कि ठोसों के घनत्व की तालिका हमें उस सामग्री को निर्धारित करने में मदद करेगी जिससे घन बनाया गया है।

इसलिए, हम पदार्थ का घनत्व निर्धारित करते हैं। तालिकाओं में, यह मान g / cm 3 में दिया गया है, इसलिए dm 3 से आयतन को cm 3 में बदल दिया जाता है।

समाधान

परिभाषा के अनुसार: = मी: वी।

हमें दिया गया है: आयतन, द्रव्यमान। किसी पदार्थ के घनत्व की गणना की जा सकती है:

ρ = 540 ग्राम: 200 सेमी 3 = 2.7 ग्राम / सेमी 3, जो एल्यूमीनियम से मेल खाती है।

उत्तर: क्यूब एल्युमिनियम का बना होता है।

अन्य मात्राओं का निर्धारण

घनत्व की गणना के लिए सूत्र का उपयोग करने से आप अन्य भौतिक मात्राएँ निर्धारित कर सकते हैं। आयतन से जुड़े पिंडों के द्रव्यमान, आयतन, रैखिक आयामों की गणना समस्याओं में आसानी से की जा सकती है। ज्यामितीय आकृतियों के क्षेत्रफल और आयतन के निर्धारण के लिए गणितीय सूत्रों के ज्ञान का उपयोग समस्याओं में किया जाता है, जिससे गणित के अध्ययन की आवश्यकता को स्पष्ट करना संभव हो जाता है।

उदाहरण 2

तांबे की परत की मोटाई निर्धारित करें, जो 500 सेमी 2 के सतह क्षेत्र के साथ भाग को कवर करती है, यदि यह ज्ञात है कि कोटिंग के लिए 5 ग्राम तांबे की खपत की गई थी।

एच -? एस = 500 सेमी 2, मी = 5 ग्राम, = 8.92 ग्राम / सेमी 3।

विश्लेषण

पदार्थों की घनत्व तालिका आपको तांबे के घनत्व का मान निर्धारित करने की अनुमति देती है।

आइए घनत्व की गणना के लिए सूत्र का उपयोग करें। इस सूत्र में पदार्थ का आयतन होता है, जिससे रैखिक आयाम निर्धारित किए जा सकते हैं।

समाधान

परिभाषा के अनुसार: = m: V, लेकिन इस सूत्र में वांछित मान नहीं है, इसलिए हम इसका उपयोग करते हैं:

मुख्य सूत्र में प्रतिस्थापित करने पर, हम प्राप्त करते हैं: = m: Sh, कहाँ से:

हम गणना करते हैं: एच = 5 ग्राम: (500 सेमी 2 x 8.92 ग्राम / सेमी 3) = 0.0011 सेमी = 11 माइक्रोन।

उत्तर: तांबे की परत की मोटाई 11 माइक्रोन है।

घनत्व का प्रायोगिक निर्धारण

प्रयोगशाला प्रयोगों के दौरान भौतिक विज्ञान की प्रायोगिक प्रकृति का प्रदर्शन किया जाता है। इस स्तर पर, प्रयोग करने, उसके परिणामों की व्याख्या करने का कौशल हासिल किया जाता है।

किसी पदार्थ के घनत्व को निर्धारित करने के लिए एक व्यावहारिक कार्य में शामिल हैं:

• एक तरल के घनत्व का निर्धारण। इस स्तर पर, जो लोग पहले से ही एक स्नातक सिलेंडर का उपयोग कर चुके हैं, वे आसानी से सूत्र का उपयोग करके तरल के घनत्व को निर्धारित कर सकते हैं।
• एक नियमित आकार के साथ एक ठोस पदार्थ के घनत्व का निर्धारण। यह कार्य भी संदेह से परे है, क्योंकि इसी तरह की कम्प्यूटेशनल समस्याओं पर पहले ही विचार किया जा चुका है और निकायों के रैखिक आयामों द्वारा वॉल्यूम को मापने में अनुभव प्राप्त किया गया है।
• अनियमित आकार के ठोस के घनत्व का निर्धारण। इस कार्य को करते समय, हम एक बीकर का उपयोग करके अनियमित आकार के पिंड का आयतन निर्धारित करने की विधि का उपयोग करते हैं। इस पद्धति की विशेषताओं को एक बार फिर याद दिलाने के लिए यह जगह से बाहर नहीं है: एक तरल को विस्थापित करने के लिए एक ठोस की क्षमता, जिसका आयतन शरीर के आयतन के बराबर होता है। इसके अलावा, समस्या को मानक तरीके से हल किया जाता है।

उन्नत कार्य

आप बच्चों से उस पदार्थ का निर्धारण करने के लिए कहकर कार्य को जटिल बना सकते हैं जिससे शरीर बना है। इस मामले में प्रयुक्त पदार्थों के घनत्व की तालिका आपको संदर्भ जानकारी के साथ काम करने में सक्षम होने की आवश्यकता पर ध्यान देने की अनुमति देती है।

प्रयोगात्मक समस्याओं को हल करते समय, माप की इकाइयों के उपयोग और अनुवाद में छात्रों के पास आवश्यक मात्रा में ज्ञान होना चाहिए। यह अक्सर सबसे बड़ी संख्या में त्रुटियों और कमियों का कारण बनता है। शायद, भौतिकी के अध्ययन के इस चरण को अधिक समय आवंटित किया जाना चाहिए, यह आपको ज्ञान और अनुसंधान के अनुभव की तुलना करने की अनुमति देता है।

थोक घनत्व

शुद्ध पदार्थ का अध्ययन बेशक दिलचस्प है, लेकिन शुद्ध पदार्थ कितनी बार पाए जाते हैं? रोजमर्रा की जिंदगी में, हम मिश्रण और मिश्र धातुओं से मिलते हैं। इस मामले में कैसे रहें? थोक घनत्व की अवधारणा छात्रों को विशिष्ट गलती करने और पदार्थों के घनत्व के औसत मूल्यों का उपयोग करने की अनुमति नहीं देगी।

इस मुद्दे को स्पष्ट करना अत्यंत आवश्यक है, जिससे किसी पदार्थ के घनत्व और थोक घनत्व के बीच अंतर को देखना और महसूस करना संभव हो सके, यह प्रारंभिक अवस्था में है। भौतिकी के आगे के अध्ययन में इस अंतर को समझना आवश्यक है।

प्रारंभिक शोध गतिविधि के दौरान सामग्री के संघनन, व्यक्तिगत कणों (बजरी, रेत, आदि) के आकार के आधार पर बच्चे को थोक घनत्व का अध्ययन करने की अनुमति देने के मामले में यह अंतर बेहद दिलचस्प है।

पदार्थों का आपेक्षिक घनत्व

किसी पदार्थ के आपेक्षिक घनत्व के आधार पर विभिन्न पदार्थों के गुणों की तुलना काफी दिलचस्प है - ऐसी मात्राओं में से एक।

आमतौर पर, किसी पदार्थ का आपेक्षिक घनत्व आसुत जल के संबंध में निर्धारित किया जाता है। किसी दिए गए पदार्थ के घनत्व के मानक के घनत्व के अनुपात के रूप में, यह मान एक पाइकोनोमीटर का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है। लेकिन इस जानकारी का उपयोग प्राकृतिक इतिहास में स्कूली पाठ्यक्रम में नहीं किया जाता है, यह गहन अध्ययन के लिए दिलचस्प है (अक्सर वैकल्पिक)।

भौतिकी और रसायन विज्ञान के अध्ययन का ओलंपियाड स्तर "हाइड्रोजन के संदर्भ में पदार्थ के सापेक्ष घनत्व" की अवधारणा को भी प्रभावित कर सकता है। यह आमतौर पर गैसों पर लागू होता है। गैस के सापेक्ष घनत्व को निर्धारित करने के लिए, परीक्षण गैस के दाढ़ द्रव्यमान के उपयोग के अनुपात को बाहर नहीं किया जाता है।

समान आयतन वाले विभिन्न पदार्थों से बने पिंडों का द्रव्यमान भिन्न होता है। उदाहरण के लिए, 1 मीटर 3 की मात्रा वाले लोहे का द्रव्यमान 7800 किलोग्राम है, और समान मात्रा का सीसा - 13000 किलोग्राम है।

एक भौतिक मात्रा जो दर्शाती है कि किसी पदार्थ का द्रव्यमान एक इकाई आयतन में कितना होता है (उदाहरण के लिए, एक घन मीटर में या एक घन सेंटीमीटर में) कहलाता है घनत्वपदार्थ।

किसी दिए गए पदार्थ का घनत्व कैसे ज्ञात करें, यह जानने के लिए निम्नलिखित उदाहरण पर विचार करें। यह ज्ञात है कि 2 मीटर 3 की मात्रा वाली बर्फ का द्रव्यमान 1800 किलोग्राम है। तब 1 मीटर 3 बर्फ का द्रव्यमान 2 गुना कम होगा। 1800 किग्रा को 2 मी 3 से भाग देने पर हमें 900 किग्रा/मी 3 प्राप्त होता है। यह बर्फ का घनत्व है।

इसलिए, किसी पदार्थ का घनत्व निर्धारित करने के लिए, शरीर के द्रव्यमान को उसके आयतन से विभाजित किया जाना चाहिए: आइए हम इस व्यंजक में शामिल मात्राओं को अक्षरों द्वारा निरूपित करें:

एम- शरीर का भार, वी- शरीर की मात्रा, ρ - शरीर घनत्व ( ρ -ग्रीक अक्षर "आरओ")।

तब घनत्व की गणना का सूत्र इस प्रकार लिखा जा सकता है: घनत्व की SI इकाई है किलोग्राम प्रति घन मीटर(1 किग्रा / मी 3)। व्यवहार में, किसी पदार्थ का घनत्व भी ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर (g / cm 3) में व्यक्त किया जाता है। इन इकाइयों के बीच संबंध स्थापित करने के लिए, हम इस बात को ध्यान में रखते हैं कि

1 ग्राम = 0.001 किग्रा, 1 सेमी 3 = 0.000001 मी 3।

इसलिए ठोस, द्रव और गैसीय अवस्था में एक ही पदार्थ का घनत्व अलग-अलग होता है। उदाहरण के लिए, पानी का घनत्व 1000 किग्रा / मी 3, बर्फ - 900 किग्रा / मी 3, और जल वाष्प (0 0 और सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर) - 0.59 किग्रा / मी 3 है।

टेबल तीन

कुछ ठोसों का घनत्व

तालिका 4

कुछ द्रवों का घनत्व

तालिका 5

कुछ गैसों का घनत्व

(तालिकाओं 3-5 में इंगित निकायों के घनत्व की गणना सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर और 0 0 सी के गैसों के तापमान पर, 20 0 सी पर तरल और ठोस के लिए की जाती है।)

1. घनत्व क्या दर्शाता है? 2. पिंड के द्रव्यमान और आयतन को जानकर किसी पदार्थ का घनत्व ज्ञात करने के लिए क्या करना चाहिए? 3. आप घनत्व की किन इकाइयों को जानते हैं? वे एक दूसरे से कैसे संबंधित हैं? 4. तीन घन - संगमरमर, बर्फ और पीतल - का आयतन समान है। किसका द्रव्यमान सबसे अधिक है, किसका सबसे छोटा है? 5. सोने और चांदी से बने दो घनों का द्रव्यमान समान है। किसका आयतन सबसे अधिक है? 6. चित्र 22 में दिखाए गए किस सिलेंडर का घनत्व अधिक है? 7. चित्र 23 में दिखाए गए प्रत्येक पिंड का द्रव्यमान 1 टन के बराबर है। इनमें से किसका घनत्व कम है?

निर्देश

यदि शरीर के ज्यामितीय आयामों को सटीक रूप से मापना संभव नहीं है, तो आर्किमिडीज के नियम का उपयोग करें। ऐसा करने के लिए, एक बर्तन लें जिसमें माप के लिए एक पैमाना (या विभाजन) हो, वस्तु को पानी में कम करें (बर्तन में ही, डिवीजनों से सुसज्जित)। जिस आयतन से बर्तन की सामग्री बढ़ेगी उसमें डूबे हुए शरीर का आयतन होगा।

यदि किसी वस्तु का घनत्व d और आयतन V ज्ञात है, तो आप हमेशा सूत्र का उपयोग करके उसका द्रव्यमान ज्ञात कर सकते हैं: m = V * d। द्रव्यमान की गणना करने से पहले, माप की सभी इकाइयों को एक प्रणाली में रखें, उदाहरण के लिए, माप की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली SI में।

उपरोक्त सूत्रों से निष्कर्ष निम्नलिखित है: द्रव्यमान का वांछित मूल्य प्राप्त करने के लिए, घनत्व और आयतन को जानने के लिए, शरीर के आयतन के मान को उस पदार्थ के घनत्व के मान से गुणा करना आवश्यक है जिससे यह बना दिया है।

स्रोत:

• द्रव्यमान कैसे खोजें

द्रव्यमान तनआमतौर पर प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाता है। ऐसा करने के लिए, भार लें, इसे तराजू पर रखें और माप परिणाम प्राप्त करें। लेकिन पाठ्यपुस्तकों में दी गई भौतिक समस्याओं को हल करते समय, वस्तुनिष्ठ कारणों से द्रव्यमान का मापन असंभव है, लेकिन शरीर के बारे में कुछ निश्चित आंकड़े हैं। इस डेटा को जानकर, आप द्रव्यमान का निर्धारण कर सकते हैं तनपरोक्ष रूप से गणना द्वारा।

निर्देश

ध्यान दें

उपरोक्त सूत्र के अनुसार गणना करते समय, यह महसूस करना आवश्यक है कि इस प्रकार किसी दिए गए शरीर के शेष द्रव्यमान की पहचान की जाती है। एक दिलचस्प तथ्य यह है कि कई प्राथमिक कणों में दोलन द्रव्यमान होता है, जो उनकी गति की गति पर निर्भर करता है। यदि एक प्राथमिक कण किसी पिंड की गति से चलता है, तो यह कण द्रव्यमान रहित होता है (उदाहरण के लिए, एक फोटान)। यदि कण की चाल प्रकाश की चाल से कम हो तो ऐसे कण को ​​द्रव्यमान कहते हैं।

उपयोगी सलाह

द्रव्यमान को मापते समय यह कभी नहीं भूलना चाहिए कि अंतिम परिणाम किस प्रणाली में दिया जाएगा। इसका मतलब है कि एसआई प्रणाली में, द्रव्यमान को किलोग्राम में मापा जाता है, जबकि सीजीएस प्रणाली में, द्रव्यमान को ग्राम में मापा जाता है। इसके अलावा, द्रव्यमान को देश और संस्कृति के आधार पर टन, सेंटनर, कैरेट, पाउंड, औंस, पूड के साथ-साथ कई अन्य इकाइयों में मापा जाता है। हमारे देश में, उदाहरण के लिए, द्रव्यमान को प्राचीन काल से पूड्स, बर्कोवत्सी, ज़ोलोट्निकी में मापा जाता रहा है।

स्रोत:

• कंक्रीट स्लैब वजन

उदाहरण के लिए, आपको सर्दियों के लिए कम से कम 15 घन मीटर चाहिए। सन्टी जलाऊ लकड़ी के मीटर।
सन्टी जलाऊ लकड़ी घनत्व संदर्भ के लिए देखें। ये हैं: 650 किग्रा / एम 3।
समान विशिष्ट गुरुत्व सूत्र में मानों को प्रतिस्थापित करके द्रव्यमान की गणना करें।

मी = 650 * 15 = 9750 (किलो)

अब, शरीर की वहन क्षमता और क्षमता के आधार पर, आप वाहन के प्रकार और यात्राओं की संख्या के बारे में निर्णय ले सकते हैं।

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ध्यान दें

वृद्ध लोग विशिष्ट गुरुत्व की अवधारणा से अधिक परिचित हैं। किसी पदार्थ का विशिष्ट गुरुत्व विशिष्ट गुरुत्व के समान होता है।

ऐसी स्थितियां हैं जब गणना करना आवश्यक है सामूहिक तरल पदार्थएक कंटेनर में निहित। यह प्रयोगशाला में एक प्रशिक्षण सत्र के दौरान और रोजमर्रा की समस्या को हल करने के दौरान हो सकता है, उदाहरण के लिए, मरम्मत या पेंटिंग करते समय।

निर्देश

सबसे आसान तरीका है तौलना। सबसे पहले, कंटेनर को एक साथ तौलें, फिर तरल को उपयुक्त आकार के दूसरे कंटेनर में डालें और खाली कंटेनर को तौलें। और फिर जो कुछ बचा है वह छोटे को बड़े मूल्य से घटाना है, और आपको मिलता है। बेशक, इस पद्धति का उपयोग केवल गैर-चिपचिपा तरल पदार्थों से निपटने के दौरान किया जा सकता है, जो अतिप्रवाह के बाद, व्यावहारिक रूप से पहले कंटेनर की दीवारों और तल पर नहीं रहते हैं। अर्थात्,