Fizyka a a aa a a a a a a a, Ćwiczenia z Fizyka

Pobierz Fizyka a a aa a a a a a a a i więcej Ćwiczenia w PDF z Fizyka tylko na Docsity! 2. WŁAŚCIWOŚCI MATERII Zakres wiadomości: + Ciała, substancje * Procesy fizyczne + Budowa cząsteczkowa substancji + _ Oddziaływanie cząsteczek (przejawy oddziaływań międzycząsteczkowych) + Ruch cząsteczek, zjawisko dyfuzji i ruchy Browna + Rozszerzalność cieplna ciał stałych, cieczy, gazów *_ Przemiany fazowe + _ Masa, ciężar ciała + _ Gęstość substancji Ciała, substancje Ciałami fizycznymi są otaczające nas przedmioty, np. rower, samochód, szkoła., tawka, pióro, itp. Materią nazywamy to, z czego składają się ciała w przyrodzie. Mogą one składać się z różnych substancji, np. żelaza, wody, powietrza Procesy fizyczne Procesy fizyczne są to zjawiska regularnie następujące po sobie. Budowa cząsteczkowa substancji Wszechświat zbudowany jest z cząsteczek. Gdyby powiększyć piłkę tenisową do rozmiarów Ziemi, to tworzące ją cząsteczki miałyby wielkość winogron. Cząsteczki nie są najmniejszymi częściami materii. Składają się one z atomów, a te jeszcze z mniejszych części . Substancje, których cząsteczki składają się z jednego rodzaju atomów, nazywamy pierwiastkami, a które zbudowane są z różnych atomów nazywamy związkami chemicznymi. Oddziaływanie cząsteczek (przejawy oddziaływań międzycząsteczkowych) Ruch cząsteczek, zjawisko dyfuzji i ruchy Browna Ciała stałe zbudowane są z cząsteczek ściśle ułożonych obok siebie. Siły przyciąganie między nimi są bardzo duże, dlatego trudno jest rozerwać lub pokruszyć ciało state. Cząsteczki w ciałach stałych nie przemieszczają się, a tylko wykonują drgania wokół swoich położeń równowagi. W cieczach cząsteczki przyciągają się znacznie słabiej, dlatego substancja ta nie ma własnego kształtu, lecz przyjmuje kształt naczynia, w którym się znajduje. Odległości między cząsteczkami są większe niż w ciałach stałych, ale nie na tyle duże, żeby ciecz była ściśliwa. Cząsteczki są zdolne do poruszania się w całej zajmowanej objętości. W gazach siły przyciągania są między cząsteczkami bardzo małe. Cząsteczki są w nieustannym ruchu — zderzają się ze sobą, zmieniają kierunek ruchu. Odległości między cząsteczkami są duże, w związku z czym łatwo można zmienić objętość gazu. Dlatego gazy są ściśliwe i rozprężliwe. Gdy ogrzewamy lód, zaczyna się on topić, a więc zmienia się jego stan skupienia. Zwiększają się odległości między cząsteczkami, słabną siły wzajemnego oddziaływania. Gdy ogrzewamy wodę — siły wzajemnego oddziaływania cząsteczek stabną jeszcze bardziej, a odległości między cząsteczkami znacznie się zwiększają. Woda paruje. Siły działające między cząsteczkami tej samej substancji nazywamy siłami spójności. Łączą one ( spajają ) cząsteczki, tworząc ciała stałe i ciecze np. krople wody. Siły działające między cząsteczkami niejednakowych substancji nazywamy siłami przylegania. Jedna substancja przylega do drugiej, np. kreda i tablica Gdy siły przylegania są większe niż siły spójności, wtedy ciecz zwilża powierzchnię, do której przylega. Tworzy się tzw. menisk wklęsły, np. woda w zlewce, której ścianki nie są posmarowane tłuszczem. Gdy siły przylegania są mniejsze niż siły spójności, wtedy ciecz nie zwilża ścianek naczynia i tworzy menisk wypukły, np. woda w zlewce, której ścianki są posmarowane tłuszczem. Cząsteczki ciał są w nieustannym ruchu. Ruch zależy od temperatury ciała. Im większa jest temperatura ciała, tym szybciej poruszają się cząsteczki. Potwierdzeniem ruchu cieplnego cząsteczek cieczy są tzw. ruchy Browna, polegające na ty, że cząsteczki obserwowanej pod mikroskopem zawiesiny pytku kwiatowego w wodzie wykonują ciągły ruch, którego torami są linie łamane. Zjawisko dyfuzji to zjawisko polegające na mieszaniu się cząsteczek różnych substancji. Substancje występujące w różnych stanach skupienia mieszają się dzięki poruszanie się cząsteczek. Zjawisko dyfuzji potwierdza fakt poruszania się cząsteczek. Rozszerzalność cieplna ciał stałych, cieczy, gazów Zjawisko polegające na zwiększaniu objętości substancji na skutek wzrostu temperatury. Interpretujemy je jako wzrost średniej odległości między cząsteczkami. Proces ten zachodzi różnie w zależności od stanu skupienia . Ciała stałe, których atomy związane są silnie, zwiększają nieznacznie objętość — zmiana ta zależy również od rodzaju ciała stałego. Ciecze ze względu na swoją budowę cząsteczkową szybciej reagują na zmianę temperatury, zmiana ta podobnie jak w ciałach stałych zależy od rodzaju cieczy. Najszybciej na zmianę temperatury reagują gazy, zmiana ta jest jednakowa dla wszystkich rodzajów gazów. Ogrzewanie ciał prowadzi do zmiany ich gęstości. Zwiększenie objętości powoduje, że atomy są rzadziej upakowane, w jednostce objętości jest ich mniej, więc jednostka objętości ciała ma mniejszą masę. Zjawisko to występuje we wszystkich stanach skupienia, ale największe znaczenie ma ono w przyrodzie dla cieczy i gazów. Przemiany fazowe Przemianą fazową nazywamy zmianę stanu skupienia substancji. Rodzaje przemian fazowych ilustruje diagram: Zmiany stanów skupienia ciał topnienie siało krzepnięcie Topnienie to zamiana ciała stałego w ciecz. Topnieniu podlegają zarówno ciała krystaliczne jak i bezpostaciowe. Topnienie ciała bezpostaciowego odbywa się w każdej temperaturze wywołanej dostarczaniem ciepła do ciała. Topnienie ciała krystalicznego odbywa się w ściśle określonej temperaturze właściwej dla danego ciała. Krzepnięcie to proces polegający na zamianie cieczy w ciało state. Proces ten zachodzi podczas oziębiania ciata, czyli obniżania jego temperatury. Dla ciała krystalicznego temperatura topnienia jest taka sama temperatura krzepnięcia. Parowanie to proces zamiany cieczy w ciało gazowe. Parowanie zachodzi na powierzchni cieczy i w każdej temperaturze. Szybkość parowania zależy od rodzaju cieczy, temperatury cieczy, temperatury otoczenia, ruch powietrza, wielkość powierzchni parowania. Zwiększanie temperatury cieczy prowadzi do osiągnięcia przez nią c/ na zimnej powierzchni butelki skrapla się para wodna zawarta w powietrzu d/ na zimnej powierzchni butelki resublimuje para wodna zawarta w powietrzu. Rozwiązanie: prawidłowa odpowiedź: c — powierzchnia butelki wyjętej z lodówki ma niższą temperaturę od temperatury powietrza, więc zachodzi zjawisko skraplania się pary wodnej Jednostką pojemności statku jest tzw. tona rejestrowa: 1BRT = 2,83m'. Wynika z tego, że statek o tonażu 50 000BRT dysponuje pod załadunek wewnętrzną przestrzenią o pojemności : a/14150m* b/50000m* c/ 141 500 m* d/ 1415 000m* Do menzurki nalano wody do poziomu oznaczonego liczbą 10cm?. Po wsypaniu do niej 20 sztuk śrutu ołowianego, woda podniosła się do poziomu kreski 50cm'. Objętość jednej sztuki wsypanego śrutu wynosi: a/ żem? b/ 4cm* c/ 20cm? d/ 40cm? Tworzenie się kropli wody to dowód: a/ przyciągania się cząsteczek b/ odpychania się cząsteczek c/ nie oddziaływania cząsteczek ze sobą d/ ustawania ruchu cząsteczek Po zmieszaniu 100 cm? wody i 100 cm? denaturatu nie otrzymamy 200 cm? roztworu, gdyż: a/ cząsteczki mieszanych cieczy są jednakowe i przylegają do siebie b/ cząsteczki wody wypełniają miejsca między cząsteczkami denaturatu c/ cząsteczki mieszanych cieczy częściowo wyparowały d/ cząsteczki jednej cieczy zostały ściśnięte przez cząsteczki drugiej cieczy Trzy przedstawione kule wykonane z różnych materiałów mają taką samą masę. O gęstości tych materiałów można powiedzieć, że: a/ gęstość każdej z nich jest jednakowa b/ gęstość kuli I jest największa, a kuli Il najmniejsza c/ gęstość kuli Il jest największa, a kuli I najmniejsza d/ gęstość kuli Il jest największa, a kuli Ill najmniejsza «Bo. Po ogrzaniu metalowej kuli nastąpi: a/ zmniejszenie gęstości i zwiększenie objętości b/ zwiększenie gęstości i zwiększenie objętości c/ zmniejszenie gęstości, a objętość zostanie taka sama d/ zmniejszenie gęstości i zmniejszenie objętości B. Tekstowe 1. Średnio oddychamy 15 razy na minutę, a przy jednym wdechu pobieramy 2dm* powietrza. Oblicz masę powietrza przepuszczanego przez płuca w ciągu doby 2. Czajnik aluminiowy ma ciężar 3N. Oblicz objętość aluminium, z którego wykonany jest czajnik 3. Jubiler w celu rozpoznania z jakiego materiału wykonana jest bransoleta, ustalił, że jej objętość wynosi 4cm* a masa 42g. Z jakiego materiału wykonana jest bransoleta 4. Ciało zważono na wadze szalkowej. Waga była w równowadze, gdy na szalce leżaty odważniki o masach: 50g, dwa po 20g, 5g, 1g, 500mg, dwa po 200mg, 20mg i 10mg. a/ jaka jest masa tego ciata b/ jaki jest jego ciężar 5. Na dwie kulki wykonane z dwóch różnych substancji, stali i szkła, działa taka sama siła ciężkości. Która z kulek ma większą masę i dlaczego C. Doświadczalne 1. Syk dezodorantu uchodzącego z metalowego pojemnika słyszymy zaraz po naciśnięciu przez użytkownika rozpylacza, nawet wtedy, gdy znajdujemy się w odległości kilku metrów od niego. Jednak zapach dezodorantu poczujemy po kilku sekundach. Wyjaśnij, dlaczego tak jest skoro średnia prędkość cząsteczek powietrza w temperaturze pokojowej wynosi kilkaset metrów na sekundę Rozwiązanie: Fala dźwiękowa rozchodzi się w powietrzu z prędkością około 330m/s, a więc znajdując się w odległości np. 3 metrów od osoby używającej dezodorantu syk rozpylacza usłyszymy po niecałej 0,01s. Cząsteczki dezodorantu, poruszające się z prędkościami kilkuset metrów na sekundę, dotarłyby do nas w równie krótkim czasie, gdyby poruszały się po linii prostej. Tak jednak nie jest, ponieważ zderzają się one z innymi cząsteczkami powietrza. Średnia droga od zderzenia do zderzenia wynosi kilka stutysięcznych milimetra, a liczba zderzeń dochodzi do kilku miliardów na sekundę. Dlatego też droga cząsteczki zapachowej od dezodorantu do naszego nosa jest linią łamaną o długości dochodzącej do kilku kilometrów. To powoduje, że czas jaki potrzebny jest , aby cząsteczki zapachowe dotarły do nas z odległości 3m, wynosi co najmniej kilka sekund. 1. Twoim zadaniem jest wyznaczyć gęstość substancji, z jakiej został wykonany klucz. Uporządkuj podane niżej czynności według kolejności, w jakiej je należy wykonać: A/ odejmij objętość wody w cylindrze pomiarowym od objętości wody z kluczem i zanotuj objętość klucza B/ wlej do cylindra miarowego wodę C/ połóż klucz na jednej szalce wagi D/ włóż klucz do cylindra pomiarowego z wodą E/ podziel masę klucza przez jego objętość i zanotuj wynik jako gęstość substancji klucza F/ na drugiej szalce połóż odważniki, aby waga była w równowadze G/ odczytaj objętość wody H/ oblicz masę odważników i zanotuj jako masę klucza I/ odczytaj objętość wody z zanurzonym w niej kluczem 2. Zmierz objętość jajka kurzego, używając szklanki, wody i strzykawki lub cylindra miarowego. Opisz swój sposób postępowania. Wynik podaj w cm*. Wskazówka: 1ml to 1 cm? 3. Piotr wyznaczył masę i objętość surowego jajka . Następnie ugotował je na twardo i ponownie wykonał pomiar masy i objętości. Gęstość jajka po ugotowaniu jest: A/ mniejsza niż przed ugotowaniem B/ taka sama jak przed ugotowaniem C/ większa niż przed ugotowaniem Wybierz poprawną odpowiedź i napisz dlaczego tak sądzisz. Odpowiedź możesz sprawdzić doświadczalnie.