Поміркуйте

«Легкий як пух, важкий як камінь». Нам усім знайомі ці слова. А чому ми так говоримо?

Пригадайте

Що таке місткість посудини та які її одиниці?

Що таке маса тіла?

Як можна виміряти масу тіла?

Якими одиницями маси ми користуємося?

Як можна виміряти об'єм тіла?

Густина

Пригадайте з уроків математики, що властивість будь-якої посудини вміщати в себе певну кількість речовини називається місткістю. У фізиці ця властивість називається об’ємом. Одиницями місткості, або об’єму, є літри (скорочено л).

Перед вами відро води та склянка з водою (мал. 40.1). Маси води у відрі й у склянці відрізняються приблизно в 50 разів. Так само відрізняються й об’єми води: це легко перевірити, якщо у відро налити 50 склянок води.

Якщо ми візьмемо кубик із каменю (мал. 40.2) й додамо до нього ще кілька таких самих кубиків, то ми збільшимо їхню загальну масу й водночас у стільки ж разів збільшимо їхній загальний об’єм.

Коли ми беремо різні маси цих речовин і, відповідно, у стільки ж разів різні об’єми, відношення маси до об’єму залишається незмінним і для води, і для каменя.

Для твердих тіл, які складаються з однієї речовини, відношення маси до об’єму однакове. Ця величина отримала назву густина речовини.

Густина речовини — це фізична величина, що дорівнює відношенню маси тіла цієї речовини до об’єму цього тіла:

І хоча густину ми обчислюємо діленням маси тіла на об’єм тіла, густина є характеристикою речовини, а не конкретного тіла. Одиницею густини є кілограм, поділений на літр (кг/л).

Вимірювання густини

Оскільки густина є сталою характеристикою речовини, то її можна виміряти й занести у спеціальні таблиці для подальшого використання.

Спробуємо виміряти густину води за допомогою кухонних ваг і мірної кружки (мал. 40.3а).

Поставимо кружку на ваги та встановимо їхні покази на нуль. Наллємо у кружку воду об’ємом 0,5 л (пів літра) (мал. 40.36).

Ваги покажуть, що вода в кружці має масу 0,5 кг (пів кілограма).

Доллємо ще води до позначки 1 л (мал. 40.3е).

Ваги покажуть масу води 1 кг.

Отже, ми бачимо, що кожен кубічний сантиметр води має масу в один грам. Тому говорять, що густина води становить один кілограм на один літр — 1 кг/л.

У такий спосіб можна виміряти густину більшості речовин, які ми використовуємо, та занести результати вимірювань у відповідну таблицю.

Порівняння густин різних речовин

Густину води ми виміряли. Вона дорівнює 1 кг/л. А от густина повітря майже у 800 разів менша. Велику різницю в густині цих двох речовин зумовлює те, що у воді, на відміну від повітря, молекули розташовані майже впритул (мал. 40.4).

Тоді чому ж залізо, атоми якого також впритул розташовані один до одного (як і молекули води), має густину, більшу майже у вісім разів, ніж густина води? Відповідь дуже проста — атоми заліза набагато важчі за молекули води.

Але різниця у вісім разів густин води й заліза не йдуть ні в яке порівняння з різницею густин води й повітря: густина води більша у 800 разів!

Тому можна зробити висновок: густина газів набагато менша за густину рідин і твердих тіл.

Дослід

Визначте за допомогою кухонних ваг і мірної кружки густину соняшникової олії (скористайтеся алгоритмом вимірювання густини води на с. 114).

Дізнайтеся більше

Цікаво, але густина меду не є сталою. Вона може змінюватися. Згадайте, як виглядає мед. Він може бути у вигляді густого в’язкого розчину або густого закристалізованого (іноді говорять «зацукрованого»). Густина рідкого меду становить 1,41-1,43 кг/л, тобто в одній літровій банці вміщується 1,41-1,43 кілограмів меду. Тому, якщо така банка важить менше, мед може бути розбавленим і, відповідно, неякісним.

Густина меду змінюється в процесі його дозрівання

Запитання для повторення й засвоєння

1. Що таке густина речовини?

2. Назвіть одиниці густини.

3. Густина — це характеристика тіла чи речовини?

4. Чому густина газів набагато менша, ніж густина рідин

і твердих тіл?

5*. У склянку налито три рідини різного кольору. Рідини між собою не змішуються. Яка з рідин має найбільшу густину, а яка — найменшу?

6*. У додаткових джерелах інформації знайдіть відповідь на запитання: «Для чого рибам плавальний міхур?»

Ключова ідея

Густина речовини — це фізична величина, що характеризує певну речовину та дорівнює відношенню маси суцільного тіла, виготовленого з цієї речовини, до об'єму тіла.

Найменшу густину мають гази через те, що в них молекули перебувають на великій відстані порівняно з рідинами та твердими тілами.

Це матеріал з підручника "Природничі науки" 5 клас Рудич 2022