Формула объем воды: Расчет объема жидкости в трубопроводе — Короли Воды и Пара на vc.ru

Расчет объема жидкости в трубопроводе — Короли Воды и Пара на vc.ru

{«id»:13709,»url»:»\/distributions\/13709\/click?bit=1&hash=85cb9d13a4e4f3f0f5f88a562198cff53dd2923ae134fa4d7d30734b4a067ee4″,»title»:»\u041a\u0440\u0435\u0434\u0438\u0442\u043d\u044b\u0435 \u043f\u0440\u0435\u0434\u043b\u043e\u0436\u0435\u043d\u0438\u044f \u0434\u043b\u044f \u043f\u0440\u0435\u0434\u043f\u0440\u0438\u043d\u0438\u043c\u0430\u0442\u0435\u043b\u0435\u0439 \u0441\u0442\u0430\u043b\u0438 \u0432\u044b\u0433\u043e\u0434\u043d\u0435\u0435″,»buttonText»:»\u041f\u043e\u0441\u043c\u043e\u0442\u0440\u0435\u0442\u044c»,»imageUuid»:»ac626805-1edd-59df-a409-b69a2c4b2b83″,»isPaidAndBannersEnabled»:false}

932
просмотров

Как рассчитать объем жидкости в трубопроводе

Необходимость подсчитать суммарный объем труб возникает при проведении водопровода, отопления или других инженерных коммуникаций. Сама формула, позволяющая вычислить объем жидкости в трубопроводе достаточно проста, к тому же можно воспользоваться специальными таблицами, но чтобы получить точное и полезное на практике значение, необходимо учитывать и все остальные факторы, например, материал труб и назначение трубопровода.

Формула расчета и правила измерения трубы

Объем жидкости в трубопроводе определяется по формуле V= π * d2 * L:4, в которой:

π – число Пи;

d — это внутренний диаметр трубы;

L – суммарная длина трубопровода.

Размер внутреннего диаметра трубы можно посмотреть в документации или на сайте продавца, но чтобы исключить возможность ошибки, лучше дополнительно измерить трубу штангенциркулем или линейкой. Даже небольшая погрешность в размере может дать заметное искажение результата, особенно если вы считаете объем в длинной системе.

Если вы пользуетесь приложенными документами или маркировкой, то обратите внимание, что при подборе соединительных элементов используется не внутренний, а внешний диаметр, который обычно и указывается на изделии – не стоит путать эти два параметра.

Перед началом расчетов важно привести все единицы измерения к единой системе. Если длина трубы указана в метрах, а диаметр – в миллиметрах, необходимо первое значение также перевести в миллиметры (на всякий случай напомним соотношение: 1 м = 1000 мм).

Если трубопровод длинный или трубы имеют большой диаметр, можно привести все значения к сантиметрам или дециметрам, чтобы не путаться в большом количестве нулей. Итоговый объем также будет измеряться в выбранных вами единицах, например, в мм3 или дм3.

Погрешности и особенности вычисления

Если вы не хотите рассчитывать показатели самостоятельно, можно воспользоваться консультацией наших специалистов, либо онлайн-калькулятором, а также таблицами самых часто используемых значений (зачастую они уже прилагаются к трубам). Но этот способ рекомендуется использовать только для предварительных расчетов.

Чтобы незамеченная ошибка на сайте или в таблице не создала для вас дополнительных проблем или расходов, рекомендуется итоговые расчеты проводить вручную, а также учитывать особенности материала труб и назначения трубопровода:

• Расчетный объем канализационных труб, сделанных из чугуна, следует немного увеличивать. Внутренняя поверхность такого трубопровода шершавая, и на ней со временем будет накапливаться органический осадок, сужающий просвет. Трубы из пластика этого недостатка лишены – изнутри они гладкие и на их стенках не сможет закрепиться слой органики, поэтому при расчете их объема получившееся значение изменять необязательно. Если некоторые участки трубопровода сделаны из различных материалов, объем жидкости в них необходимо подсчитывать по отдельности.
• Внутренний объем систем канализации и водоснабжения для частного дома должен быть достаточным для одновременной работы всех кранов и других устройств, использующих воду. При этом также рекомендуется округлять получившееся значение в большую сторону — это будет подстраховкой на случай, если вы решите установить дополнительные точки водозабора.
• При подсчете суммарного объема важно учитывать, что жидкость может содержаться не только в трубопроводе, но и в радиаторах, коллекторах и прочих устройствах, включенных в систему.
• Если часть трубопровода недоступна для измерения (например, отдельные фрагменты коммуникаций проложены под полом или внутри стен), то для подсчета объема можно воспользоваться не формулой, а эмпирическим методом. Слейте всю воду из системы и наполните ее заново через самую верхнюю точку, используя мерную емкость. Чтобы избежать возникновения воздушных пробок, которые могут повлиять на итоговый результат, необходимо, чтобы все остальные спусковые клапаны были открыты. В системах, движение воды в которых происходит за счет насоса, необходимо оставить его поработать пару часов, чтобы выгнать весь лишний воздух. Если в итоге уровень жидкости упал – долейте недостающее и приплюсуйте этот объем к первому значению.

Если вы пользуетесь таблицами, то обращайте внимание на единицы измерения. Диаметр труб может быть указан в дюймах — их также следует перевести в миллиметры или сантиметры (1 дюйм = 2,54 см или 254 мм).

Дополнительные формулы для проектирования трубопровода

• Если вам нужно посчитать не только объем воды, топлива, нефти или другой жидкости в трубопроводе, но и ее массу, можно воспользоваться формулой m = V*P, где V-суммарный объем труб, а P – плотность наполняющей их жидкости.
• Для того, чтобы узнать расход жидкости, текущей по трубам, достаточно знать ее давление и диаметр трубопровода. Для подсчета используется формула Q=π* D²:4 *V, в которой Q – расход жидкости (в литрах), D – внутренний диаметр труб (измеряется в сантиметрах), а V – скорость потока. Если вы подсчитываете расход воды, которая подается водонапорной башней без нагнетающих насосов, то значение V следует брать примерно, как 0,7-1,8 метров в секунду.

Узнать объем жидкости в трубопроводе несложно – нужно знать только внутренний диаметр и общую длину труб, но чтобы получить точный результат, важно внимательно измерить все значения, а также учитывать сопутствующие факторы.

Если у Вас остались вопросы, мы будем рады Вам помочь. С нами можно связаться любым удобным способом:

По почте: [email protected]

По телефону: +7 (343) 288-35-54 или WhatsApp

Подписывайтесь на наш Телеграм канал, там всегда много полезного и интересного.

Как рассчитать объём — онлайн калькулятор объёма воды

Как рассчитать объём ёмкости, воды или другой жидкости … несколько онлайн калькуляторов для расчёта объёма, формулы, а также конвертер единиц объёма.

1. Как рассчитать объём любой прямоугольной емкости, в том числе куба — онлайн калькулятор расчёта объема воды в аквариуме, баке …

2. Как рассчитать объём цилиндра — онлайн калькулятор расчёта объёма воды в трубе, бочке, круглом бассейне …

3. Единицы измерения объёма

3.1. Соотношение единиц объёма

4. Конвертер единиц объёма

5. Заключение

6. Как рассчитать объём — калькулятор объёма куба, прямоугольной ёмкости, объёма цилиндра, объёма воды в трубе …

Как рассчитать объём любой прямоугольной емкости, в том числе куба — онлайн калькулятор расчёта объема воды в аквариуме, баке …

Как рассчитать объём по формуле — формула расчёта объёма прямоугольной ёмкости

V = X * Y * Z, где V — объём, а X, Y, и Z это длины сторон ёмкости (длина, ширина, высота).

При этом мы помним, что у куба все стороны равны — X=Y=Z . Соответственно формула объёма куба имеет такой вид — V = X³ , где X — длина стороны куба.

Внимание! При расчёте объёма жидкости в ёмкости необходимо учитывать реальную заполненность ёмкости и привязывать величины непосредственно к самой жидкости.

Для конвертации единиц объёма вы можете воспользоваться нашим ОНЛАЙН КОНВЕРТЕРОМ ЕДИНИЦ ОБЪЁМА →

Как рассчитать объём цилиндра — онлайн калькулятор расчёта объёма воды в трубе, бочке, круглом бассейне …

Для конвертации единиц объёма вы можете воспользоваться нашим ОНЛАЙН КОНВЕРТЕРОМ ЕДИНИЦ ОБЪЁМА →

Как рассчитать объём по формуле — формулы расчёта объёма цилиндра

Объём воды в цилиндре и других ёмкостях, имеющих цилиндрическую форму, рассчитывается таким образом.

Вначале рассчитываем площадь основания (площадь внутреннего сечения) по формуле — S = π * R²
Где, R — радиус трубы, π — число ПИ равное 3,1415926535 .

Затем вычисляем объём — V = S * L
Где, L — длина (высота) цилиндра (трубы, бочки, бассейна).

Внимание! При расчёте объёма жидкости в ёмкости необходимо учитывать заполненность ёмкости и привязывать величины непосредственно к самой жидкости.

Единицы измерения объёма

Вначале кратко ознакомимся с единицами измерения объёма как таковыми.

Официальной единицей измерения объема в системе СИ является м³ — метр кубической. Объём так же может быть выражен и в других единицах. Наиболее популярными из них являются — дм³ — кубические дециметры, см³ — кубические сантиметры, литры …

Отметим, что такая популярная единица измерения объёма жидкостей как литр не входит в Международную систему измерений (СИ). Тем не менее, поскольку литр является весьма популярной мерой жидкостей, он считается официальной внесистемной единицей.

Один литр — это объём куба стороны которого равны 10 см. Полезно также знать, что 1 литр воды вести приблизительно 1 кг при температуре + 4 °C

Соотношение единиц объёма

1 м3 = 1000 дм³ = 1 000 000 см³ = 1 000 000 000 мм³ = 1000 литров
1 литр = 0,001 м³ = 1 дм³ = 1 000 см³ = 1 000 000 мм³

Конвертер единиц объёма

Конвертация кубических метров ( м

³ ) в кубические сантиметры ( см³ ) и литры

Конвертация литров в метры кубические ( м

³ ) и кубические сантиметры ( см³ )

Конвертация кубических сантиметров ( см

³ ) в кубические метры ( м³ ) и литры

Заключение

Практически каждый человек рано или поздно сталкивается с необходимостью рассчитать объём того или другого объекта. Для удобства и экономии времени предлагаем Вам воспользоваться нашими онлайн калькуляторами.

Поделись с друзьями 🙂

Как рассчитать объём — калькулятор объёма куба, прямоугольной ёмкости, объёма цилиндра, объёма воды в трубе …

Статья опубликована: 2021-06-07 Автор: Waterman

Калькулятор преобразования объема

Базовый калькулятор

Конвертировать том

Значение для преобразования:

действительное число или научная запись

Откуда: акр-фут (ac ft)баррель (британский) (bl)баррель (нефтяной) (bl)баррель (сухой) (США) (bl)баррель (жидкий) (США) (bl)бушель (британский) (бу)бушель (сухой) (bu)корд (дрова) (шнур)кубический фут (ft³)кубический дюйм (in³)кубический сантиметр (cm³) или (cc)кубический метр (m³)кубическая миля (mi³)кубический ярд (yd³)cup ( завтрак) (c)чашка (канадская) (c)чашка (США) (c)унция (британская жидкость) (oz)унция (американская жидкость) (oz)галлон (имперская) (gal)галлон (США сухой) (gal) галлон (американская жидкость) (gal)gill (имперский) (gi)gill (США) (gi)хогсхед (имперский) (hhd)хогсхед (США) (hhd)литр (л)миллилитр (мл)пек (имперский) (pk )пек (США, сухой) (pk)пинта (англ. ) жидкость) (qt)столовая ложка (Can) (столовая ложка)столовая ложка (Imp) (столовая ложка)столовая ложка (США) (столовая ложка)чайная ложка (Can) (tsp)чайная ложка (Imp) (tsp)чайная ложка (U.S.) (tsp)

Кому:
акр-фут (ac ft)баррель (британский) (bl)баррель (нефтяной) (bl)баррель (сухой) (США) (bl)баррель (жидкий) (США) (bl)бушель (британский) (bu)бушель (сухой) (США) ( bu)корд (дрова) (шнур)кубический фут (ft³)кубический дюйм (in³)кубический см (см³) или (cc)кубический метр (м³)кубическая миля (mi³)кубический ярд (yd³)чашка (завтрак) (c) чашка (канадская) (c)чашка (США) (c)унция (британская жидкость) (oz)унция (американская жидкость) (oz)галлон (британская единица) (галлон)галлон (сухой доллар США) (галлон)галлон (жидкость США) (gal)gill (имперская) (gi)gill (США) (gi)hogshead (имперская) (hhd)hogshead (США) (hhd)литр (л)миллилитр (мл)пек (имперская) (pk)пек (США, сухой ) (pk)пинта (британская) (pt)пинта (США, сухая) (pt)пинта (США, жидкость) (pt)кварт (британская) (qt)кварт (США, сухая) (qt)кварт (США, жидкость) (qt) столовая ложка (Can) (tbsp)столовая ложка (Imp) (tbsp)столовая ложка (U. S.) (tbsp)чайная ложка (Can) (tsp)чайная ложка (Imp) (tsp)чайная ложка (U.S.) (tsp)

Ответ:

Как этот калькулятор может быть лучше?

Получить виджет для этого калькулятора

© Calculator Soup

Поделитесь этим калькулятором и страницей

Использование калькулятора

Преобразования выполняются с использованием коэффициента преобразования. Зная коэффициент преобразования, преобразование между единицами может стать простой задачей на умножение:

S * C = E

Где S — наше начальное значение, C — наш коэффициент преобразования, а
E — наш конечный преобразованный результат.

Чтобы просто перевести любые единицы измерения в кубические метры ^{, например, из 10 литров, просто
умножить на значение конвертации в правом столбце в таблице ниже.}

10 л * 0,001 [(м ³ ) / (л)] = 0,01 м ³

Чтобы преобразовать м ³ в единицы в левой колонке
разделить на значение в правом столбце или умножить на обратную величину 1/x.

0,01 м ³ / 0,001 [ (м ³ ) / (л) ] = 10 л

Чтобы преобразовать какие-либо единицы в левом столбце, скажем, из A в B, вы можете умножить на коэффициент для A, чтобы преобразовать A в м/с ² , затем разделить на коэффициент для B, чтобы преобразовать из м ³ . Или вы можете найти нужный вам фактор, разделив коэффициент A на коэффициент B.

Например, чтобы перевести литры в галлоны, нужно умножить на 0,001, а затем разделить на 0,003785412. Или умножьте на 0,001/0,003785412 = 0,26417203. Таким образом, чтобы преобразовать непосредственно из л в галлоны, вы умножаете на 0,26417203.

Единицы, символы и значения пересчета

Используется в этом объемном калькуляторе

акр-фута

AC FT

Кубический метр

1233.481838

Баррель (Imperial)

BL

Cubic Meter

0,16365924

CUBIC

. метр

0,158987295

баррель (сухой)

бл

кубический метр

0,115628199

barrel (U.S. fluid)

bl

cubic meter

0.119240471

bushel (Imperial)

bu

cubic meter

0.03636872

bushel (U. S. dry)

bu

cubic meter

0.03523907

шнур (дрова)

КУРС

Кубический метр

3,624556364

Кубический фут

FT ³

Кубический метр

0,028316847

Кубик Дюйм

0,028316847

Кубик Дюйм

0,028316847

Кубик.0003

in ³

cubic meter

1.63871E-05

cubic centimeter

cm ³

cubic meter

0.000001

cubic mile

mi ³

cubic meter

4168181825

Кубический двор

YD ³

Кубический метр

0,764554858

Cup (завтрак)

C

Кубический счетчик

0,000284131

Куб.0003

c

cubic meter

0.000227305

cup (U.S.)

c

cubic meter

0.000236588

ounce (Imperial fluid)

oz

cubic meter

2. 84131E-05

ounce ( Флюид США)

унции

кубический метр

2,95735E-05

Галлон (Империал)

GAL

Кубический метр

0,00454609

Галлон (США сухой)0002 cubic meter

0.004404884

gallon (U.S. fluid)

gal

cubic meter

0.003785412

gill (Imperial)

gi

cubic meter

0.000142065

gill (U.S.)

gi

Кубический метр

0,000118294

Hogshead (Imperial)

HHD

Кубический метр

0,32731848

Hogshead (U.S.)

HHD

кубический метр

999

HHD

Кубический метр

9000

HHD

Кубический метр

9000

0.238480942

liter

L

cubic meter

0.001

milliliter

mL

cubic meter

0.000001

peck (Imperial)

pk

cubic meter

0.00

8

peck (U. S. dry )

PK

Кубический метр

0,008809768

Пинта (Империал)

PT

Кубический метр

0,000568261

PINT (U.S. Dry)

0,000568261

PINT (U.S. Dry)

68261

.0002 pt

cubic meter

0.00055061

pint (U.S. fluid)

pt

cubic meter

0.000473176

quart (Imperial)

qt

cubic meter

0.001136523

quart (U.S. dry)

QT

Кубический метр

0,001101221

К Евр.0002 Кубический метр

1.42065E-05

Столовая ложка (Imperial)

TBSP

Кубический метр

1,77582E-05

Столовая ложка (США)

TBSP

.10002.47868. (Canadian)

tsp

cubic meter

4.73551E-06

teaspoon (Imperial)

tsp

cubic meter

5.91939E-06

teaspoon (U.S.)

tsp

cubic meter

4. 92892E-06

Ссылки/дополнительная литература

Национальный институт стандартов и технологий (NIST) —
Руководство NIST по использованию Международной системы единиц — Приложение B, подразделы
B.8 Коэффициенты для единиц, перечисленных в алфавитном порядке и
B.9 Факторы для единиц, перечисленных по видам величин или областям науки.

Лиде, Дэвид Р., Даниэль (главный редактор).
CRC Handbook of Chemistry and Physics, 89th Edition New York, NY: CRC Press, p. 1-28, 2008.

участников Википедии. «Конвертация единиц» Википедия, Бесплатная энциклопедия. Википедия, Свободная энциклопедия, последнее посещение 24 июня 2011 г.

Подписаться на калькуляторSoup:

Нахождение объема — метод вытеснения воды | Глава 3: Плотность

Пропустить навигацию

• Скачать
• Электронная почта
• Печать
• Добавить в закладки или поделиться

Тебе это нравится? Не нравится ? Пожалуйста, найдите время, чтобы поделиться с нами своими отзывами. Спасибо!

Урок 3.2

Ключевые понятия

• Погруженный объект вытесняет объем жидкости, равный объему объекта.
• Один миллилитр (1 мл) воды имеет объем 1 кубический сантиметр (1 см ³ ).
• Разные атомы имеют разные размеры и массы.
• Атомы в периодической таблице расположены в порядке, соответствующем количеству протонов в ядре.
• Хотя атом может быть меньше другого атома, он может иметь большую массу.
• Масса атомов, их размер и то, как они расположены, определяют плотность вещества.
• Плотность равна массе объекта, деленной на его объем; Д = м/об.
• Объекты с одинаковой массой, но разным объемом имеют разную плотность.

Резюме

Учащиеся используют метод вытеснения водой, чтобы найти объем различных стержней, имеющих одинаковую массу. Они рассчитывают плотность каждого стержня и используют характеристическую плотность каждого материала для идентификации всех пяти стержней. Затем учащиеся рассматривают взаимосвязь между массой, размером и расположением атомов, чтобы объяснить, почему разные стержни имеют разную плотность. Учащиеся кратко знакомятся с периодической таблицей.

Цель

Учащиеся смогут объяснить, что материалы имеют характерную плотность из-за различной массы, размера и расположения их атомов. Студенты смогут использовать метод смещения объема, чтобы найти объем объекта.

Оценка

Загрузите лист с заданиями учащегося и раздайте по одному учащемуся, если это указано в задании. Рабочий лист будет служить компонентом «Оценить» каждого плана урока 5-E.

Безопасность

Убедитесь, что вы и ваши ученики носите подходящие защитные очки.

Материалы для каждой группы

• Набор из 5 различных стержней одинаковой массы
• Градуированный цилиндр, 100 мл
• Вода в чашке
• Калькулятор

Примечания к материалам:

Для этого урока вам понадобится набор из пяти цельных стержней одинаковой массы, одинакового диаметра, но разного объема. Каждый стержень изготовлен из разного материала. Существует несколько версий этих удилищ от разных поставщиков. В этом упражнении используется комплект Equal Mass от Flinn Scientific (номер продукта AP4636), но его можно адаптировать к любому набору удилищ равной массы. Поскольку в наборе Equal Mass всего пять образцов, вам может понадобиться два набора, чтобы каждая группа могла работать с образцом.

Эта таблица поможет вам идентифицировать каждый стержень. Не сообщайте эту информацию учащимся. Позже в этом уроке они обнаружат идентичность каждого стержня и обратную зависимость между плотностью и длиной каждого стержня.

Таблица 1. Физические свойства неизвестных твердых цилиндров.

Образец	Материал	Приблизительная плотность (г/см 3 )	Относительная длина
Самый маленький металл	Латунь	7,5	самый короткий
Блестящий серый металл	Алюминий	3,0
Темно-серый	ПВХ	1,4
Высокий не совсем белый	Нейлон	1. 1
Самый высокий белый	Полиэтилен	0,94	самый длинный

1. Покажите учащимся пять стержней одинаковой массы, но разного объема.

   Покажите учащимся пять стержней и объясните, что все они имеют одинаковую массу. Затем поднимите самые длинные, средние и самые короткие стержни и напомните учащимся, что они имеют одинаковую массу.

   Попросите учащихся сделать прогноз:

   • Какой стержень самый плотный? Наименее плотный? Между?

   Учащиеся могут предположить, что, поскольку масса каждого стержня одинакова, объем каждого стержня должен иметь какое-то отношение к его плотности. Некоторые могут дойти до того, что скажут, что стержень с наименьшим объемом должен иметь наибольшую плотность, потому что одна и та же масса упакована в наименьший объем. Или что стержень с наибольшим объемом должен иметь наименьшую плотность, потому что одна и та же масса распределена по наибольшему объему.

   Скажите учащимся, что, как и в случае с кубиками в предыдущем упражнении, им необходимо знать объем и массу каждого из образцов. Они также рассчитывают плотность каждого образца и используют это значение, чтобы выяснить, из какого материала сделан каждый стержень.

2. Покажите анимацию и продемонстрируйте, как измерить объем с помощью метода вытеснения воды.

   Спроектируйте анимацию Water Displacement.

   Воспроизведите анимацию, демонстрируя метод вытеснения воды с использованием чашки с водой, мерного цилиндра и стержня, как учащиеся будут делать в этом упражнении. Используйте темно-серый пластиковый образец, чтобы учащиеся могли его лучше видеть.

   Том

   1. Продемонстрируйте, что будут делать учащиеся, наливая воду из чашки в градуированный цилиндр объемом 100 мл до уровня, достаточного для покрытия образца. Это «начальный уровень воды».

   2. Скажите учащимся, что поверхность воды в трубке может быть не совсем плоской. Вместо этого поверхность может иметь неглубокую U-образную форму, называемую мениском. При измерении читайте линию только в нижней части мениска.

   3. Наклоните градуированный цилиндр и медленно опустите образец в воду. Держите мерный цилиндр вертикально. Зафиксируйте уровень воды. Укажите, что это «последний уровень воды».

   4. Скажите учащимся, что вы хотите узнать, насколько изменился уровень воды. Вычтите начальный уровень воды из конечного уровня воды, чтобы найти объем стержня.

   5. Объем пробы = конечный уровень воды – начальный уровень воды.

   6. Учащиеся могут быть сбиты с толку тем, что единицей измерения объема в градуированном цилиндре являются миллилитры (мл), тогда как на предыдущем уроке учащиеся вычисляли объем в кубических сантиметрах (см ³ ). Объясните учащимся, что 1 мл равен 1 см ³ . Нажмите на овальную кнопку на первом экране анимации с пометкой «1 мл = 1 см ³ ».

   Спросите студентов:

   Когда вы помещаете образец в воду, почему уровень воды поднимается?

   Объем, который занимает стержень, толкает или вытесняет воду. Единственное место, куда может уйти вода, — это вверх. Количество или объем вытесненной воды равен объему пробы.

   Соответствует ли объем пробы конечному уровню воды?

   Нет. Учащиеся должны понимать, что объем стержня не равен уровню воды в мерном цилиндре. Вместо этого объем стержня равен количеству воды, которое поднялось в градуированном цилиндре (объем вытеснения). Чтобы найти количество вытесненной воды, учащиеся должны вычесть начальный уровень воды (60 мл) из конечного уровня воды.

   Какие единицы следует использовать при записи объема пробы?

   Поскольку они будут использовать объем для расчета плотности, учащиеся должны записать объем образца в см ³ .

   Масса

   Группам учащихся не нужно измерять массу стержней. Масса каждого стержня одинакова, 15 грамм, и указана в таблице на листе с заданиями. Им нужно будет измерить объем каждого из пяти различных стержней и рассчитать их плотность. Студенты будут использовать свои значения плотности, чтобы идентифицировать каждый стержень.

   Плотность

   Продемонстрируйте, как рассчитать плотность (D = m/v) путем деления массы на объем. Укажите, что ответ будет в граммах на кубический сантиметр (г/см ³ ).

   Дайте по одному рабочему листу каждому учащемуся.

   Учащиеся записывают свои наблюдения и отвечают на вопросы о задании в листе задания. Разделы «Объясните это с помощью атомов и молекул» и «Возьмите на вооружение» Дальнейшие разделы рабочего листа будут выполняться в классе, в группах или индивидуально, в зависимости от ваших инструкций. Посмотрите на версию листа с заданиями для учителя, чтобы найти вопросы и ответы.

   Перед началом задания дайте учащимся время ответить на вопросы 1–5 в листе с заданием.

3. Предложите учащимся вычислить плотность пяти различных стержней и использовать характеристическое свойство плотности, чтобы правильно их идентифицировать.

   Примечание. Плотность трех пластиков одинакова, поэтому учащиеся должны быть очень осторожны при измерении их объема методом вытеснения водой. Также трудно измерить объем самого маленького стержня. Дайте учащимся подсказку, что он составляет от 1,5 до 2,0 мл.

   Вопрос для расследования

   Можете ли вы использовать плотность, чтобы идентифицировать все пять стержней?

   Материалы для каждой группы

   • Набор из пяти различных стержней одинаковой массы
   • Градуированный цилиндр, 100 мл
   • Вода в чашке
   • Калькулятор

   Подготовка учителя

   • Несмываемым маркером отметьте пять стержней буквами A, B, C, D и E. Отметьте, какая буква соответствует какому образцу, не сообщая об этом учащимся. Если вы используете два или более набора стержней, обязательно пометьте каждый образец из одного и того же материала одной и той же буквой.
   • После того, как группа найдет объем образца, они должны передать этот образец другой группе, пока все группы не найдут объем всех пяти стержней.
   • Для самого длинного образца, который плавает, учащиеся могут использовать карандаш, чтобы аккуратно протолкнуть образец прямо под поверхность воды, чтобы измерить его полный объем.

   Процедура

   1. Том

      1. Налейте достаточное количество воды из чашки в градуированный цилиндр, чтобы набрать высоту, достаточную для покрытия образца. Прочитайте и запишите объем.
      2. Слегка наклоните градуированный цилиндр и осторожно поместите образец в воду.
      3. Поставьте градуированный цилиндр вертикально на стол и посмотрите на уровень воды. Если образец всплывает, используйте карандаш, чтобы осторожно протолкнуть верхнюю часть образца прямо под поверхность воды. Запишите количество миллилитров для этого конечного уровня воды.

      4. Найдите количество вытесненной воды, вычитая начальный уровень воды из конечного уровня. Этот объем равен объему цилиндра в см ³ .

      5. Запишите этот объем в диаграмму на рабочем листе.
      6. Удалите образец, вылив воду обратно в чашку и вынув образец из градуированного цилиндра.

   2. Плотность

      1. Рассчитайте плотность по формуле D = m/v. Запишите плотность в (г/см ³ ).
      2. Обменивайтесь образцами с другими группами, пока не измерите объем и не рассчитаете плотность всех пяти образцов.

         Таблица 2. Объем, масса и плотность для неизвестных A–H

         Образец	Начальный уровень воды (мл)	Конечный уровень воды (мл)	Объем стержней (см 3 )	Масса (г)	Плотность (г/см 3 )
         А				15,0
         Б				15,0
         С				15,0
         Д				15,0
         Е				15,0

   3. Идентифицировать образцы

      1. Сравните рассчитанные вами значения плотности со значениями в таблице. Затем напишите буквенное обозначение каждого образца в таблице.

   Примечание. Плотность, рассчитанная учащимися, может не совпадать с плотностью, указанной в таблице. Во время работы учащиеся проверяют их значения объема, чтобы убедиться, что они используют разницу между конечным и начальным уровнями воды, а не только конечный уровень.

   Таблица 3. Объем, масса и плотность для неизвестных A–H

   Материал	Приблизительная плотность (г/см 3 )	Образец (буквы A–E)
   Латунь	8,8
   Алюминий	2,7
   ПВХ	1,4
   Нейлон	1,2
   Полиэтилен	0,94

4. Обсудите, подтверждают ли значения плотности учащихся их прогнозы с начала урока.

   

   Обсудите значения студенческой плотности для каждого из образцов. Обратите внимание, что разные группы могут иметь разные значения плотности, но большинство значений близки к значениям на диаграмме.

   Спросите студентов:

   Каждая группа измерила объем одних и тех же образцов. По каким причинам группы могут иметь разные значения плотности?

   Учащиеся должны понимать, что небольшие неточности в измерении объема могут объяснить различия в значениях плотности. Другая причина в том, что градуированный цилиндр сам по себе не идеален. Поэтому всегда есть некоторая неопределенность в измерении.

   Напомните учащимся, что в начале урока они сделали прогноз относительно плотности малой, средней и длинной выборки. Студенты должны были предсказать, что самый длинный цилиндр имеет самую низкую плотность, самый короткий цилиндр имеет самую высокую плотность, а середина находится где-то посередине.

   Спросите студентов:

   Верен ли был ваш прогноз относительно плотности этих трех образцов?

   Предложите учащимся посмотреть на свою таблицу со значениями массы, объема и плотности для каждого цилиндра. Предложите им найти взаимосвязь между объемом и плотностью. Учащиеся должны понимать, что самый короткий цилиндр имеет наибольшую плотность, а самый длинный цилиндр имеет наименьшую плотность.

   Справедливо ли сказать, что если два образца имеют одинаковую массу, то тот, у которого больший объем, будет иметь меньшую плотность?

   Да.

   Почему?

   Поскольку образцы имеют одинаковую массу, их объемы дадут вам представление об их плотности в соответствии с уравнением D = m/v. Если в знаменателе стоит большее число объема, плотность будет ниже.

   Справедливо ли сказать, что тот, у которого меньший объем, будет иметь более высокую плотность?

   Да.

   Почему?

   Если в знаменателе стоит меньшее значение объема, плотность будет выше.

5. Предложите учащимся посмотреть на размер и массу атомов, чтобы объяснить, почему каждый образец имеет разную плотность.

   Спроецируйте изображение Размер и масса атома.

   Сообщите учащимся, что эта таблица основана на периодической таблице элементов, но включает только первые 20 элементов из примерно 100. Показано представление атома для каждого элемента. Для каждого элемента атомный номер находится выше атома, а атомная масса ниже. Эта диаграмма особенная, потому что она показывает как размер, так и массу атомов по сравнению с другими атомами.

   Примечание. Студенты могут захотеть узнать больше о том, почему атомы имеют разные атомные номера и разные размеры. Эти вопросы будут рассмотрены в следующих главах, но вы можете сказать им, что атомный номер — это число протонов в центре или ядре атома. Каждый элемент имеет определенное количество протонов в атомах, поэтому каждый элемент имеет свой атомный номер. Разницу в размерах объяснить немного сложнее. Атомы имеют положительно заряженные протоны в ядре и отрицательно заряженные электроны, движущиеся вокруг ядра. На самом деле именно пространство, занимаемое электронами, составляет большую часть размера атома. По мере увеличения числа протонов в атоме увеличивается как его масса, так и сила его положительного заряда. Этот дополнительный положительный заряд притягивает электроны ближе к ядру, делая атом меньше. Атомы снова становятся больше в следующем ряду, потому что больше электронов добавляется в пространство (энергетический уровень) дальше от ядра.

   Сообщите учащимся, что они узнают больше о периодической таблице и атомах в главе 4. Пока что все, на чем учащиеся должны сосредоточиться, — это размер и масса атомов.

   Скажите учащимся, что разницу в плотности между маленькими, средними и большими образцами, которые они измерили, можно объяснить на основе атомов и молекул, из которых они сделаны.

   Спроецируйте изображение Полиэтилен (самый длинный стержень).

   Полиэтилен состоит из длинных молекул, состоящих только из атомов углерода и водорода. В диаграмме размера и массы атома масса углерода довольно мала, а масса водорода — самая маленькая из всех атомов. Эти низкие массы помогают объяснить, почему полиэтилен имеет низкую плотность. Другая причина заключается в том, что эти длинные тонкие молекулы неплотно упакованы вместе.

   Спроецируйте изображение Поливинилхлорид (стержень средней длины).

   Поливинилхлорид состоит из атомов углерода, водорода и хлора. Если вы сравните поливинилхлорид с полиэтиленом, вы заметите, что в некоторых местах полиэтилена есть атомы хлора, где есть атомы водорода. На диаграмме хлор имеет большую массу для своего размера. Это помогает сделать поливинилхлорид более плотным, чем полиэтилен. Плотность различных пластиков обычно обусловлена ​​различными атомами, которые могут быть связаны с углеродно-водородными цепями. Если это тяжелые атомы для своего размера, пластик имеет тенденцию быть более плотным; если они легкие для своего размера, пластик имеет тенденцию быть менее плотным.

   Спроецируйте изображение Латунь (самый короткий стержень).

   Латунь представляет собой комбинацию атомов меди и цинка.