Gęstość substancji - zadania

Zad. 1 Dane są następujące substancje: miedź, woda destylowana, wodór. Która z wymienionych substancji ma największą gęstość? Odpowiedź uzasadnij, uwzględniając typ substancji.

Odp. Największą gęstość ma miedź, która jest ciałem stałym. Ciała stałe mają w większości przypadków większą gęstość od cieczy. (wyjątkiem jest np. drewno, którego gęstość jest mniejsza od wody)

Zad. 2 Z jakiego wzoru możemy obliczyć gęstość substancji? Podaj ten wzór i nazwij zmienne, a następnie wyprowadź z niego wzór na masę.

Odp. Gęstość obliczamy ze wzoru p = m/V. Masę obliczymy ze wzoru m =pV. Zmienne to m – masa ciała, p – gęstość, V – objętość. (Wzór ten i jego przekształcenia przydadzą ci się w kolejnych zadaniach)

Zad. 3 Wybierz właściwie zakończenie zdania: Miara ilości substancji w jednostce objętości ciała to:
A – masa, B – ciężar, C – gęstość, D – powierzchnia

Odp. C

Zad. 4 Kawałek lodu o objętości 16 dm3 ma masę 14,4 kg, a kawałek marmuru o objętości 6 cm3 ma masę 16,2 g. Ile razy gęstość marmuru jest większa od gęstości lodu?

Odp. Gęstość marmuru jest trzy razy większa od gęstości lodu

Zad. 5 W języku potocznym często można spotkać się ze sformułowaniem, że „woda jest cięższa od powietrza”, albo „ołów jest cięższy od plastiku”. Z jakiego powodu, z punktu widzenia fizyki te stwierdzenia są niepoprawne?

Odp. Właściwość substancji o której mówią te sformułowania to gęstość. Nie można zastępować terminu gęstość określeniem ciężar. Są to dwie zupełnie inne wielkości fizyczne.

Zad. 6 Kawałek złota o objętości 4 cm3 ma masę 38,6 g, a kawałek miedzi o objętości 10 dm3 ma masę 89 kg. Ile razy gęstość miedzi jest mniejsza od gęstości złota?

Odp. Gęstość między jest około dwóch razy mniejsza od gęstości złota.

Zad. 7 Czy liczba cząsteczek w objętości 1 dm3 lodu i wody jest taka sama? Jeżeli nie, to w której z tych substancji jest ich mniej? Odpowiedz, wiedząc, że gęstość lodu wynosi około 0,9 g/cm3, a gęstość wody około 1 g/cm3.

Odp. W takiej samej objętości więcej będzie cząsteczek wody, a różnica ta wyniesie około 10%

Zad. 8 Blacha wykonana z czystej miedzi waży 35,6kg. Gęstość miedzi wynosi 8900kg/cm3. Oblicz objętość blachy.

Odp. Objętość tej blachy to 4 dm3

Zad. 9 Pręt wykonany z aluminium ma przekrój 2 cm2 i masę 1,62 kg. Gęstość aluminium wynosi 2,7g/cm3. Jak długi jest ten pręt?

Odp. Pręt ma około 3m długości.

Zad. 10 Dana jest bryłka żelaza o objętości 400cm3. Gęstość żelaza wynosi 7,8g/cm3. Oblicz ciężar bryłki.

Odp. Ciężar bryłki to około 30,2 N.

Zad. 12 Blacha wykonana z czystej miedzi ma objętość 8 dm3. Gęstość miedzi wynosi 8900kg/cm3. Oblicz masę tej blachy.

Odp. Masa tej blachy to 71, 2 kg.

Zad. 13 Samochód dostawczy ma zbiornik na paliwo, który mieści 100kg oleju napędowego. Gęstość oleju napędowego wynosi 0,85 g/cm3. Jaka jest pojemność tego zbiornika?

Odp. Pojemność tego zbiornika to około 117 litrów.

Zad. 14 Dany jest zwój miedzianego drutu o przekroju poprzecznym 4 mm2 i masie 8,9 kg. Gęstość miedzi wynosi 8900kg/cm3. Oblicz długość tego drutu.

Odp. Długość tego drutu to około 250 m.

Zad. 15 Dana jest deska sosnowa o długości 200cm, grubości 2 cm i szerokości 10cm. Gęstość drewna sosnowego wynosi 500kg/m3. Oblicz ciężar tej deski.

Odp. Ciężar tej deski wynosi ok. 20N

Zad. 16 Pewien silny uczeń szkoły podstawowej potrafi podnieść przedmiot o masie 50kg. Czy będzie on w stanie podnieść naczynie z wypełnione rtęcią o pojemności 10 litrów? Gęstość rtęci wynosi
13600kg/m3.

Odp. Uczeń nie będzie w stanie unieść naczynia, ponieważ miałoby ono masę 136 kilogramów.

Zad. 17 Jaka własność, lub kilka własności ciała, zmieniają się, gdy jest ono podnoszone ponad powierzchnię Ziemi? Wybierz spośród masy, gęstości i ciężaru.

Odp. Podczas podnoszenia się ponad powierzchnię Ziemi ciało zmienia jedynie swój ciężar.

Zad. 18 Naczynie zapełniono pewną ilością spirytusu o masie 2,4 kg. Gęstość spirytusu to 800 kg/m3. Oblicz pojemność tego naczynia.

Odp. Naczynie to ma pojemność około 1,5 l.

Zad. 19 Dlaczego gęstość wody rzecznej jest mniejsza niż gęstość wody morskiej?

Odp. Woda ma mniejszą gęstość niż sól, dlatego niezasolona woda w rzece ma mniejszą gęstość niż słona woda morska.

Zad. 20 Podczas badań doświadczalnych stwierdzono, że w objętości 1 m3 są takie same liczby cząsteczek tlenu oraz wodoru. Zależność tą zaobserwowano przy jednakowej temperaturze i ciśnieniu. Jednakże gęstość wodoru w opisanych warunkach jest około 16 razy mniejsza niż gęstość tlenu. Który z gazów ma cząsteczki o większej masie? Jakie są, względem siebie, średnie odległości między środkami cząsteczek wodoru i środkami cząsteczek tlenu?

Odp. Masa cząsteczki tlenu jest około 16 razy większa od masy cząsteczki wodoru, a odległości między środkami cząsteczek są takie same w przypadku obu gazów.

Zad. 21 Czy gęstość ciała zmieni się, kiedy przeniesiemy je z powierzchni Ziemi na powierzchnię Księżyca?

Odp. Gęstość będzie taka sama zarówno na Ziemi jak i na Księżycu, gdyż nie jest ona zależna od siły przyciągania grawitacyjnego.

Zad. 22 Dana jest bryłka żelaza o ciężarze około 40,4N. Gęstość żelaza wynosi 7,8g/cm3. Oblicz objętość tej bryłki.

Odp. Objętość tej bryłki wyniesie 800cm3.

Zad. 23 Mleko chude ma większą gęstość od mleka tłustego. Porównaj gęstość mleka tłustego, z gęstością śmietany, która jest z niego uzyskiwana.

Odp. Śmietana ma większą gęstość niż mleko tłuste. Dana objętość śmietany będzie cięższa niż taka sama objętość mleka tłustego.

Zad. 24 Człowiek w trakcie oddechu wprowadza do swoich płuc znaczną ilość powietrza, na tyle dużą, że objętość jego płuc wzrasta o około 4 dm3 podczas wdechu. Gęstość powietrza wynosi 1,29 kg/m3. Ile wynosi masa powietrza, które wciąga człowiek?

Odp. Masa tego powietrza wynosi około 5g.

Zad. 25 Czyste złoto jest niepraktyczne ze względu na swoją miękkość. Do wyrobów jubilerskich stosuje się więc stopy złota i srebra. Czy znajomość gęstości stopu pozwala na określenie jak dużą domieszkę srebra zawiera dany wyrób złotniczy?

Odp. Stop powstały z równych objętości złota i srebra będzie miał gęstość około 14,9 g/cm3. Jeżeli gęstość stopu jest większa od tej wartości to przeważa w nim zawartość złota. Jest to wiadome dlatego, że złoto ma większą gęstość od srebra.

Zad. 26 Balon napełniono wodorem. Gęstość wodoru wynosi 0,09 kg/m3. Jaka jest masa wodoru wypełniającego balon o objętości 3000m3?

Odp. Wodór waży 270 kg.

Zad. 27 Balon napełniono wodorem. Gęstość wodoru wynosi 0,09 kg/m3. Jaka jest objętość balonu, jeżeli masa wodoru wyniosła 54 kg?

Odp. Objętość balonu wyniosła 600m3