Сколько плотность воды: Какова плотность воды? — ответ на Uchi.ru

Water density — плотность воды — CrewTraffic

Данная заметка содержит основные расчеты связанные с плотностью воды.

Источники (не все отражено в данной заметке):

1. Валерий Филимонов (Расчет посадки и дифферента грузовых судов) -Filimonov_V._Raschet_Posadki_I_Differe.a4
2. Ship stability for masters and mates — Water density

20.5 Change in draught and trim due to change in water density
20.5.1 Cause of a change of trim due to change of warer density
20.5.2 Calculating the final draught
20.5.3 Alternative formula for calculating change of trim
20.5.4 Considering change of trim due to change of density when conducting trim problems

3. Определение количества груза по осадке – Письменный. (Opredelenie kolichestva gruza po osadkam sudna).

Расчеты используются в случаях, когда судно находится в воде с плотностью ниже 1,025 или выше для:

1. Расчет DWA – Dock Water Allowance, для этого нужно знать FWA (Fresh Water Allowance) который указан в Load Line Certificate. Это нужно для того чтобы можно было погрузить судно полностью. Когда требуется погрузить по летнюю грузовую марку, которая рассчитана для плотности воды 1,025, но судно находится в плотности воды отличной от 1,025, к примеру 1,010. Если в порту погрузки на переходе действует летняя марка, то можно летнюю марку притопить на допустимый DWA.
2. При расчетах Draft Survey
3. При составлении грузового плана, чтобы определить максимальное количество груза к погрузке.
4. При расчетах остойчивости.
5. При расчетах осадки судна
6. При тримминге
7. При расчетах Under Keel Clearance.
8. Расчеты и с использованием TPC ( когда фактическая плотность воды отличается от табличной 1,025 или 1,000)

Пробы воды необходимо брать (важно):

На баке, миделе, корме

В районе поверхности воды, на середине глубины, около дна.

Так же следует учитывать что данные с денсиметра указаны для температуры воды в 15 градусов цельсия, в Browns Nautical Almanac можно найти таблицу с поправками.

Рассмотрены расчеты:

1. Погрузка судна на марку в воде с плотностью менее 1,025 кг/м3

      Все грузовые суда имеют Load Line Certificate там указаны отстояния всех грузовых марок от главной палубы. А именно: Л — для летнего периода; 3 — для зимнего периода, ЗСА — для зимнего периода в Северной Атлантике, Т — для тропических районов, П — для пресноводных районов и ТП — для пресноводных районов в тропиках. Лесную марку надводного борта применяют только тогда, когда судно несет палубный груз леса; эта марка имеет дополнительный знак Л впереди основной.

По какую марку грузить — это всё зависит от того, в каком регионе предстоит работать. Районы действующих грузовых марок. При переходе из одной зоны в другую — марка не должна быть утоплена. Марка может быть утоплена лишь в случае того, если судно находится в воде, с плотностью менее 1.025, при этом «утопленность» марки должна быть не более, чем на этот самый allowance в разнице солёности воды.

ПРИМЕР:

Рассмотрим погрузку судна в летний период.

Летний надводный борт 1274мм.

Осадка судна по летнюю грузовую марку 5,351см.

Поправка на пресную воду 119мм.

Минимальная высота надводного борта судна для пресной воды 1,000кг/м3 будет:

1274мм-119мм=1155мм (осадка 5,351м+0,119м=5,47м)

Минимальная высота надводного борта судна для воды с плотностью 1,025кг/м3 будет:

1274мм (осадка 5,351м)

Минимальная высота надводного борта судна для воды с плотностью 1,008кг/м3 будет:

Способ 1: 

DWA=FWA*(1.025-d)/25

Где:

DWA — Dock Water Allowance,на сколько можно утопить марку, м.

FWA — Fresh Water Allowance, поправка на пресную воду.

d — плотность морской воды, для которой проводится расчет.

119*(1.025-1.008)/25=0.08092м -величина на сколько можно притопить летнюю марку (5,351м+0,08092м=5,43192м)

Способ 2:

DWA=FWA*(1.025-d)/(1.025-1.000)

Где:

DWA — Dock Water Allowance,на сколько можно утопить марку, мм.

FWA — Fresh Water Allowance, поправка на пресную воду.

d — плотность морской воды, для которой проводится расчет.

119*(1,025-1,008)/(1,025-1,000)=80,92мм=0,08092м -величина на сколько можно притопить летнюю марку (5,351м+0,08092м=5,43192м)

Способ 3:

Через расчет надводного борта:

1274+(1155-1274)*((1,008-1,025)/(1,000-1,025))=1193,08мм (получаем: 1274мм-1193,08мм=80,92мм=8,092см=0,08092м -величина на сколько можно притопить летнюю марку. 5,351м+0,08092м=5,43192м, округляем всегда в меньшую сторону 5,43м).

В расчете используется формула линейной интерполяции: Y=Y1+(Y2-Y1)*((X-X1)/(X2-X1))

Где, X1 и X2 – значения аргументов функции между аргументом X, соответствующему искомому значению Y;

Y1 и Y2 — значения функции, соответствующие X1 и X2.

Если в судовой документации отсутствует поправка на пресную воду, то ее можно расчитать в ручную по формуле:FWA=Displacement/(4*TPC)FWA — Fresh Water Allowance, поправка на пресную воду, мм. Displacement — водоизмещение по летнюю грузовую марку в соленой воде.TPC — количество тонн на 1см осадки.

2. Учет плотности воды при погрузке по грузовую марку.

В принципе является аналогом пункта 1. Но взято из Валерий Филимонов (Расчет посадки и дифферента грузовых судов). Данный пример подходит для особенно для расчета тримминга.

Порядок расчетов при погрузке судна на заданную осадку, с тем, чтобы с выходом в морскую воду оно имело осадку по грузовую марку. В расчетах необходимо учитывать расход судном топлива и прочих судовых запасов до выхода в море.

1. Снимают осадки судна носом, кормой и на миделе и рассчитывают среднюю осадку.
2. С учетом плотности воды у причала рассчитывают поправку к средней осадке на плотность воды.
3. Приводят число тонн на 1 см осадки к плотности воды у причала.
4. Поправка к средней осадке на плотность воды умноженная на приведенное число тонн

на 1 см осадки даст число тонн, которое может быть погружено на судно, с тем чтобы с переходом в морскую воду судно находилось по грузовую марку.

5. Если на переходе от причала и до выхода в море судно израсходует такое количество

топлива, воды и других запасов которое уменьшит его осадку, то такое дополнительное количество груза может быть погружено на судно.

Пример:

Судно грузится у причала в реке, где плотность воды равна 1,005 т/м³. Осадка левым

бортом 4,45 м, осадка правым бортом 4,55 м. Осадка судна по грузовую марку 4,60 м. Поправка

на пресную воду равна 106 мм, число тонн на 1 см осадки, взятое из грузовой шкалы – 12,83

тонны. На переходе от причала до выхода в море судно израсходует: топлива – 12 тонн, воды

– 3 тонны.

Определить какое количество груза может быть еще погружено на судно с тем, чтобы с

выходом в море судно находилось по грузовую марку.

Порядок вычислений:

1. Рассчитывают среднюю осадку:

2. Вычисляют поправку на плотность воды:

3. 3. Средняя осадка, которую судно может иметь у причала с учетом поправки на плотность

воды:

Тср = Тср + δТ = 4,60 + 0,085 = 4,685 м

4. Разность осадок:

ΔТ = Тср – Тср/факт = 4,685 – 4,50 = 0,185 м = 18,5 см

5. Приводят число тонн на 1 см осадки к плотности воды у причала:

6. Вычисляют количество груза, которое может быть погружено на судно:

w = ΔТ * qδ = 18, 5*12, 58 = 232,73 т

7. Общее количество груза с учетом расхода топлива и воды:

w = 232, 73 + 12 + 3 = 247,73 т

3. Учет плотности воды при расчетах Draft Survey(Определение поправки к водоизмещению при отличии фактической плотности воды от табличной):

В Draft Survey рассчитывается поправка к водоизмещению на плотность воды. Применяется непосредственно к Displacement.

Она и будет рассмотрена:

Как правило, данные в Hydrostatic Table рассчитаны для плотности пресной воды ρ = 1,000 т/м3 и плотности морской воды 1,025 т/м3.   А если плотность отличается, то необходимо к водоизмещению применить поправку на плотность воды.

Эту поправку лучше всего учитывать в последнюю очередь, произведя все расчеты с помощью Hydrostatic Table при стандартной (1,025) или равной единице плотности воды.

В этом случае поправка к водоизмещению на отличие фактической плотности воды от табличной вычисляется по формуле:

δρ = [Δ′ x (ρ – ρт) / ρт]

Она же имеет нормальный вид:

где ρ – измеренная фактическая плотность воды, т/м 3 ;

ρт – табличное значение плотности воды (для которой определено водоизмещение), т/м 3 ;

Δ′ – водоизмещение судна снятое с грузовой шкалы для осадки Тfin.min..

Пример:

Плотность воды замеренная 1,023

Плотность табличная 1,025

Водоизмещение после применения всех поправок ( 1^st Trim Correction and 2^nd Trim Correction), оно же corrected displacement– 3289,13.

Определить фактическое водоизмещение

Δρ = 3289,13*(1,023-1,025)/1,025 = -6,418 (знак минус говорит о том что поправку вычитаем)

4. Учет изменения осадки при изменении плотности воды при расчетах Under Keel Clearance или других расчетах.

В случаях, когда судно заходит в порт, а особенно в реку плотность воды в основном уменьшается и как следствие увеличивается осадка. Рассчитать на сколько судно притопится можно способом, указанным ниже:

VAR 1 — KHUDUV

ΔTd = D/q x (p1/p2-1)/100  или

VAR 2 – FILIMONOV – !TRUSTED

 Где

D – фактическое водоизмещение для плотности в которой находится судно

q – она же TPC (т/cм) – из за нее и делим на 100 чтобы получить результат в метрах.

p1 – Плотность в которой находится судно

p2 – Плотность в порту или реке

VAR 3 – SHIP STABILITY FOR MASTERS AND MATES

Сначала рассчитываем FWA (Fresh Water Allowance) а затем DWA (Dock Water Allowance)

Где

TPCsw – это TPC морской воды, или табличной 1,025

RDdw – Read Density of dock water ( в случае UKC – плотность которая будет, в другом случае это замеренная площадь).

Какова плотность воды в мл? – Обзоры Вики

Плотность воды составляет примерно 1 грамм на миллилитр но это меняется в зависимости от температуры или наличия растворенных в ней веществ. Лед менее плотный, чем жидкая вода, поэтому кубики льда плавают в стакане.

Итак, какова плотность 100 мл воды? Плотность воды должна быть близка к 1 г / см³. Это верно для 100, 50 или 25 мл.

Какова формула плотности воды? Формула плотности d = M / V, где d — плотность, M — масса, V — объем. Плотность обычно выражается в граммах на кубический сантиметр. Например, плотность воды составляет 1 грамм на кубический сантиметр, а плотность Земли — 5.51 грамма на кубический сантиметр.

Дополнительно Что имеет плотность 1 г мл? воды имеет плотность 1.0 г/мл. Эта плотность одинакова, есть ли у вас маленький стакан воды или бассейн, полный воды.

Какова плотность 55 мл воды? Для воды ρdensity=1.0⋅г⋅мл−1 … ≡1.0⋅г⋅мл−1 × 55⋅мл ≡55.0⋅г …

Какова плотность 40 мл воды?

Масса 40 мл воды 40 грамм. Поскольку D = m/v и mL = см3, плотность воды равна 1 г / cm3.

Сколько стоит 100 мл жидкости? 100 мл равно 3.4 унций.

Какова плотность 10 мл воды? Так как плотность воды 0.9970 г / мл при 25 градусах цента. Таким образом, масса 10 мл воды будет 10 граммов.

Какой плотности плавает на воде?

В случае воды объект с плотность менее 1 г/см3 будет плавать. Чем ближе его плотность к 1 г / см3, тем больше он будет находиться ниже уровня воды.

Также Какова плотность воды в кг м3? Например, плотности воды и воздуха при температуре 4°С и давлении 1 атм приблизительно равны 1000 кг / м³ (1.94 пробки/фут³) и 1.27 кг/м³ (0.00246 пробки/фут³), соответственно. Плотность жидкостей выше, чем у газов, потому что межмолекулярное расстояние меньше.

Что имеет плотность 3?

Диаграмма плотности элементов

Плотность	Имя и фамилия	#
0.534 g / cc	Литий	3
0.862 g / cc	Калий	19
0. 971 g / cc	Соль	11
1.55 g / cc	кальций	20

Что имеет такую ​​же плотность, как вода? Чай плотность стирол-бутадиеновой камеди довольно близко к воде, около 0.98. Существует много видов каучука, большинство из которых имеют плотность, близкую к 1.

Какова плотность 10 мл воды?

Так как плотность воды 0.9970 г / мл при 25 градусах цента. Таким образом, масса 10 мл воды будет 10 граммов.

Какова масса 25 мл воды?

Возможно, вы хотели спросить массу 25⋅мл воды. Поскольку плотность воды ρ = 1.0⋅г⋅мл–1, масса = ρ×объем = 1.0⋅г⋅мл−1 × 25⋅мл = 25⋅г . Чыонг-Сон Н.

Как найти массу 50 мл воды? Простой! Вам просто нужно знать плотность воды в граммах на кубический сантиметр. Если это чистая вода при температуре 4 градуса по Цельсию, то это будет 1 грамм на куб. сантиметр. 1*50 грамм, что равно 50 граммам.

Какова масса 20 мл воды? Поскольку удельный вес чистой воды составляет 1 г/см^3 при 3. 3, ваш ответ: 20 мл воды имеют вес 20 грамм.

Какого размера бутылка 100 мл?

объем 100 мл, флакон В × Ш 109 мм × 56 мм.

Сколько 100 мл воды в граммах? Следовательно 0.1 литров = 100 мл. Поскольку каждый мл воды весит 1 г, 0.1 литра воды = 100 граммам.

Сколько в граммах 100 мл воды?

Масса 100 мл воды составляет 100 грамм.

Какова плотность 40 мл воды? Масса 40 мл воды 40 грамм. Поскольку D = m/v и mL = см3, плотность воды равна 1 г / cm3.

Сколько в граммах весит 10 мл воды?

Но для большинства обычных расчетов 10 мл воды будут равны 10 грамм.

Что такое 10 мл воды? 10 мл равно две чайные ложки (2 ч. л.). Столовая ложка в три раза больше чайной, а три чайные ложки равны одной столовой ложке (1 столовая ложка или 1 ТБ). Одна столовая ложка также равна 15 мл.

Плотность воды — влияние давления и температуры

Свойства воды

Вода — прозрачное вещество без вкуса и запаха, которое может находиться в трех состояниях: жидком (вода), твердом (лед) и газообразном (пар). Одна молекула воды (h3O) состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, связанных двумя ковалентными связями. Плотность воды, т.е. масса на единицу объема воды, имеет некоторые интересные особенности, отличные от других жидкостей. В отличие от обычных жидкостей, плотность воды уменьшается от 40С до 00С. При температуре выше 40°С плотность воды уменьшается с повышением температуры. Такое поведение называется «аномалией плотности». Благодаря этому свойству плотность льда меньше плотности воды при 40°С (максимальная плотность).

Что такое плотность?

Плотность вещества определяется как масса, присутствующая в единице объема этого вещества. Другим полезным понятием является числовая плотность, в основном используемая при изучении теории газов. Он определяется количеством молекул, присутствующих в единице объема. Плотность – это внутреннее свойство вещества, измеряемое в кг/м3 в СИ и г/см3 в методах СГС.

Плотность воды при комнатной температуре

Плотность воды определяется аналогично другим веществам. При комнатной температуре (~200С) его значение равно 998,2 кг/м3. Плотность воды при 25 градусах Цельсия составляет 997 кг/м3. При комнатной температуре вода остается в жидком состоянии. Плотность дистиллированной воды одинакова. Морская вода содержит соли и минералы, из-за чего ее плотность выше, чем у обычной воды. У поверхности моря плотность составляет около 1027 кг/м3.

Влияние давления на плотность

Плотность увеличивается при увеличении давления и уменьшается при уменьшении давления. По мере увеличения давления молекулы вещества сближаются, что приводит к увеличению плотности. С другой стороны, когда давление уменьшается, молекулы отдаляются друг от друга. За счет этого снижается плотность. Это происходит и с водой.

Влияние температуры на плотность жидкости

Как правило, жидкость расширяется при повышении температуры. В результате его плотность уменьшается. Расширение единицы объема жидкости на единицу повышения температуры определяется как коэффициент расширения (\[\gamma\]) жидкости. Если объем и плотность при температуре \[T_{1}\] равны \[V_{1}\] и \[\rho_{1}\] соответственно, объем \[V_{2}\] и плотность \[ \rho_{2}\] при температуре \[T_{2}\] можно получить как,

\[V_{2}\] = \[V_{1}\] [ 1 + \[\gamma\](\[T_{2}\] — \[T_{1}\]) ]

\[\rho_{2}\]  = \[\rho_{1}\] [ 1 — \[\gamma\](\[T_{2}\] — \[T_{1}\]) ]

Для большинства жидкостей положительна, т. е. плотность увеличивается с понижением температуры. Но вода не ведет себя так, как обычно.

Аномальное расширение воды

Плотность воды увеличивается от 0°С до 40°С, в отличие от обычных жидкостей. Плотность воды максимальна при 40С, а объем достигает минимума. За пределами этой температуры вода ведет себя как обычная жидкость, т. е. ее плотность уменьшается. Максимальная плотность воды 1000 кг/м3. Графики плотности и объема в зависимости от температуры показаны ниже,

(Изображение будет добавлено в ближайшее время)

Графики объема и плотности

Такое поведение также называют аномалией плотности.

Плотность чистой воды для температур в диапазоне 00-1000C перечислена ниже:

Cause of the Density Аномалия

• Поведение выше 40°C: Когда вода охлаждается от высокой температуры, тепловая энергия молекул воды уменьшается. Молекулы сближаются, и плотность увеличивается.

• Поведение при температуре ниже 40°C: В этом температурном диапазоне, когда молекулы воды сближаются, они становятся способными образовывать устойчивые водородные связи. Из-за отсутствия теплового движения образуется все больше и больше водородных связей. Это предотвращает сближение молекул и снижает плотность.

• Поведение при 40°C: При этой температуре термическое перемешивание и образование водородных связей имеют тенденцию уравновешивать друг друга, обеспечивая стационарное поведение плотности. Так, плотность воды при 4 градусах Цельсия максимальна, а удельный объем минимален.

(Изображение будет добавлено в ближайшее время)

Водородные связи в воде и льду

Примеры

• Плавающие айсберги: Плотность льда составляет одну девятую от плотности воды из-за аномалии плотности воды. Итак, айсберги плавают в океанах, причем 90% всего их объема находится под водой.

• Воздействие на морскую жизнь: В холодных регионах температура атмосферы постепенно снижается до 0°С и ниже. Вода на поверхности озер и океанов остывает и становится тяжелой. Холодная вода идет вниз, а горячая поднимается. Этот процесс конвекции продолжается до тех пор, пока температура воды на нижних поверхностях не станет около 40°С. Поскольку это значение плотности воды максимальное, вода с верхних поверхностей уже не может спускаться вниз и процесс конвекции прекращается. Верхние слои остывают еще больше и становятся льдом. Затем лед плавает на поверхности воды. Тем не менее, нижние слои остаются при температуре 40°C, что является достаточно теплым для выживания водных животных.

(Изображение будет добавлено в ближайшее время)

Акватории холодного региона

Знаете ли вы?

• Плотность воды при 40°С максимальна и при этой температуре она находится в жидком состоянии. Лед имеет меньшую плотность, чем вода.

• Айсберги плавают на воде, но 90% объема айсберга остается под водой. Это стало причиной гибели Титаника.

• «Конкуренция» между образованием водородных связей и тепловым движением молекул воды является причиной максимальной плотности воды при 40°С.

• График зависимости плотности от температуры плоский около 40°C, т.е. плотность постоянна. Плотность воды при 40°C используется для определения единицы плотности. Он также использовался для определения единицы массы.

Университет Акрона, Огайо

Вернуться к указателю планов уроков
Версия для печати

Классы: 6-8
Автор: Джон Валасек был проведен первый урок Школа математики и естественных наук в 1991 автор и Клаудия Картер в команде преподавали курс решения задач по естественным наукам и математике.

Реферат

Учащиеся определят плотность одной капли воды, используя экспериментальные лабораторные методы и методы построения графиков, а затем самостоятельно найдут плотность другой жидкости, например растительного масла. Этот урок может быть направлен учителем или проводиться как открытое исследование.

Цели

Что должны знать учащиеся в результате этого урока?

• Определение точности приборов для измерения объема и массы.
• Определите количество значащих цифр из показаний измерений.
• Найдите взаимосвязь между массой и объемом вещества.
• Разработать методы экспериментального определения плотности вещества.
• Используйте графические методы, чтобы найти соотношение между массой и объемом.

Что должны уметь делать учащиеся в результате этого урока?

• Измерение объема и массы вещества с помощью соответствующего лабораторного оборудования.
• Из наблюдений и полученных данных создайте соответствующий график для данных
• По графику найдите линию наилучшего соответствия.
• Используя линию наилучшего соответствия, выведите уравнение прямой линии, чтобы найти значение объема данной массы или количества капель.
• Используйте уравнение, чтобы найти любую переменную или найти плотность вещества

Материалы

• микропипетки
• вода дистиллированная
• мерный цилиндр
• спагетти (сырые)
• электронные весы

Процедуры

Занятие

Представьте это исследование, поставив перед классом следующую задачу: В течение года мы будем использовать микропипетки, наполненные различными жидкостями, для проведения экспериментов. Нас попросят добавить 1 миллилитр этого или 5 миллилитров того, поэтому нам нужно знать, сколько нужно добавить из микропипетки. Но эти микропипетки не маркируются. Так как же мы можем использовать эти микропипетки для измерения объемов жидкостей? Примите все ответы и выберите «по количеству капель».

Оценка: Обратите внимание на участие студентов и спросите: «Как вы думаете, мы можем использовать эти микропипетки для точного измерения количества жидкости?»

Исследование

Затем спросите: «Итак, если мы знаем количество капель, как мы можем определить объем, измеренный в миллилитрах, количества капель?» Этот вопрос должен вызвать ряд ответов. Разделите класс на небольшие рабочие группы по 2 или 3 человека и предложите им провести мозговой штурм, чтобы найти ответ на вопрос.

Пусть каждая группа расскажет о своем решении. Возможным решением, которое вы можете предложить группам рассмотреть, будет использование мерного цилиндра и подсчет количества капель, необходимых для заполнения цилиндра, до отметки 1, 2, 3 и т. д. миллилитров.

Предложите группам применить выбранный ими метод и записать результаты.

Оценка: Результаты этого упражнения являются ценным обучающим моментом. Вот некоторые из вопросов, которые должен учитывать учитель: насколько точно учащиеся следовали процедурам? Как измеряли объем? С точностью до целой, десятой или сотой доли миллилитра? Как был записан объем? Какое количество падений было зафиксировано? Это было через равные промежутки времени? Каково было наименьшее и наибольшее количество капель, для которых был записан объем? Смогут ли ученики измерить объем одной капли воды? Почему бы нет? Тщательное обсуждение этих вопросов должно позволить учащимся прийти к единому мнению относительно соображений измерения объема и процедур записи данных. Вы можете подкрепить результаты обсуждения, попросив избранных лиц переформулировать основные предпосылки измерения и регистрации данных. Чтобы завершить эту часть упражнения, спросите: «Зависит ли то, как мы измеряем, и какой тип данных, от того, какую проблему мы пытаемся решить?» Ответ заключается в том, что это не должно влиять на то, как мы измеряем данные, но должно влиять на данные, которые мы собираем. Нас интересует объем и количество капель, чтобы ответить на вопрос: «Сколько миллилитров в одной капле воды?» Мы не должны искажать наши результаты, неправильно читая градуированный цилиндр.

Продолжение исследования

Затем спросите: «Будет ли разработанная вами процедура точной и будет работать для всех томов?» Продемонстрируйте классу, взяв пипетку, наполненную водой, и капнув одну каплю из пипетки в пустой градуированный цилиндр емкостью 10 мл. Обратите внимание, что ориентация пипетки определяет количество выдаваемой воды. Хорошей практикой является держать пипетку в вертикальном положении во время дозирования жидкости, чтобы обеспечить однородность. Разнесите градуированный цилиндр по классу и спросите, может ли кто-нибудь сказать вам объем этой капли воды.

Вы можете воспользоваться этой возможностью, чтобы обсудить понятие точности применительно к используемому вами измерительному прибору. Это обсуждение будет включать шкалу измерительного прибора и интерпретацию значений между двумя линиями измерения.

Оценка: Предложите учащимся прочитать и записать объем воды в мензурке, мерном цилиндре и бюретке.

Группы могут захотеть переделать свои упражнения на количество капель и объем, но перед этим попросите группы провести мозговой штурм, чтобы точно определить объем любого количества капель воды. Принимайте отчеты от групп, перечисляя возможные процедуры на доске. Обсуждения в группах должны быть сосредоточены на измерении массы, объема и количества капель воды; разработка таблицы данных для записи измерений; и после обсуждения достичь консенсуса в отношении процедуры, которой следует следовать. Одной из возможных процедур было бы поставить пустой градуированный цилиндр на весы и обнулить весы. Затем капните такое же количество капель в мерный цилиндр и массу и запишите объем каждого приращения. Например, добавьте 5 капель и массу и объем считывания, добавьте еще 5 капель и массу и объем считывания и так далее. Создайте таблицу, чтобы показать объем в миллилитрах, массу в граммах и количество капель.

Оценка: Убедитесь, что каждая группа записала массу, объем и количество капель воды для различных объемов воды.

После того, как каждая группа проведет измерения, обсудите, что делать с данными, чтобы ответить на первоначально заданный вопрос.

Посредством этого обсуждения докажите, что должен быть лучший способ найти объем любого количества капель жидкости.

Хотя основное внимание в этом уроке уделяется не «плотности», учитель может также ввести понятие о том, что вся материя имеет объем и массу, и что отношение массы вещества к объему (масса, деленная на объем), называемое плотностью, известно. . Итак, если мы знаем массу воды, мы можем найти ее объем. Плотность будет обсуждаться в подготовительной части урока.

Направляйте дискуссию на мысль о том, что ученые иногда представляют данные в виде графиков, чтобы передать отношения и вывести математические формулы.

Объясните, что графики имеют вертикальное и горизонтальное измерения, называемые осью. Каждая ось имеет количественную шкалу, которая включает диапазон данных. Шкала обычно имеет равные приращения от нуля до числа за пределами диапазона данных. Попросите учащихся определить масштаб объема и количество капель. Оцените , что они правильно разработали шкалу для каждой переменной.

Объясните, что независимая переменная (что они изменяют) обычно откладывается по горизонтальной оси (ось X), а зависимая переменная (то, что они наблюдают или измеряют) — по вертикальной оси (ось Y). Спросите: «Итак, где на графике отображаются объем и количество капель?» Правильный ответ: объем должен располагаться по оси Y, а количество капель — по оси X. Оценка: Убедитесь, что учащийся поставил соответствующую метку на каждую ось.

Теперь, когда у учащихся есть графики объема и количества капель, а также массы и количества капель, спросите: «Используя ваши графики, найдите объем 20 капель воды». Позвольте каждой группе сообщить и отметить различия, если таковые имеются.

Теперь познакомьтесь с понятием значащих цифр. Сколькими цифрами должен быть записан ответ? Обычно градуированный цилиндр объемом 10 мл имеет маркировку с точностью до десятых долей миллилитра, поэтому объем можно прочитать с точностью до сотых долей миллилитра. Таким образом, объем 20 капель воды может составлять 1,02 мл и должен быть указан как аналогичный.

Оценка: Теперь, когда учащиеся могут читать свои графики, попросите их определить объем 37 капель воды. Это будет сложно сделать, так как их данные кратны 5 дропам.

Оцените , чтобы убедиться, что все сделали линии правильно. Теперь попросите учащихся прочитать, где параллельная линия встречается с осью Y, и указать, что это пересечение соответствует объему 37 капель воды.

Оценка: Предложите учащимся с помощью своих графиков определить объем 1 капли воды. Проверьте точность.

Затем спросите: «Есть ли более точный метод определения объема 1 капли воды?» Развлекайтесь со всеми ответами. Предложите, чтобы можно было использовать математическую формулу для прямой линии, чтобы сделать определение. Пусть учащиеся напомнят, что уравнение прямой линии имеет вид y = mx + b, где m — наклон (подъем над уклоном), а b — точка пересечения с осью y. Поскольку b равно 0, уравнение принимает вид y/x = наклон. Предложите учащимся найти наклон, взяв две точки данных и подставив значения в уравнение (y2 — y1), деленное на (x2 — x1).

Оценка: Проверьте правильность подстановки и решения для наклона, затем попросите учащихся найти объем одной капли воды, используя формулу y (объем), деленное на количество капель, равно уклону. Убедитесь, что объем одной капли воды близок к 0,040 мл (значение для пипетки Beral(tm) с прямым стержнем).

Объяснение

Теперь, когда учащиеся продемонстрировали умение строить графики зависимости объема от количества капель, попросите их собрать данные о массе и количестве капель, используя ранее разработанные процедуры.

Оценка: Проверьте правильность составления таблиц данных и результирующих графиков, посетив каждую группу. Данные и результирующий график должны быть аналогичны графику зависимости объема от количества капель. Также попросите учащихся установить линию наилучшего соответствия, написать уравнение прямой линии, найти наклон линии и найти массу одной капли воды.

Разработка

Вся материя имеет массу и занимает пространство. Отношение массы к объему называется плотностью. Предложите учащимся построить график зависимости массы от объема от ранее сгенерированных данных, найти линию наилучшего соответствия и определить для любой точки линии наклон (плотность).

Оценка: Убедитесь, что каждый учащийся правильно изобразил массу и объем и нашел плотность для любой точки. Наклон линии должен быть близок к единице. Таким образом, плотность воды равна 1,0

После того, как учащиеся успешно найдут плотность воды (факт, который нужно запомнить), попросите их самостоятельно найти плотность растительного масла.

Предпосылки

Знание элементарной алгебры будет полезно.

Лучшие методы преподавания

• Системный подход к решению проблем
• Запрос

Согласование со стандартами

Стандарты NGSS:

• MS-PS1-3 Соберите и осмыслите информацию, чтобы описать, что синтетические материалы происходят из природных ресурсов и влияют на общество.

Общие базовые стандарты:

• RST.6-8.1 Приведите конкретные текстовые доказательства для поддержки анализа научных и технических текстов.
• RST.6-8.3 Строго следовать многоэтапной процедуре при проведении экспериментов, проведении измерений или выполнении технических задач.
• WHST.6-8.2 Написание информативных/пояснительных текстов, включая повествование об исторических событиях, научных процедурах/экспериментах или технических процессах.

Национальные стандарты:

• Стандарт содержания A: 5-8 Наука как исследование
• Стандарт содержания B: 5-8 Физические науки

Огайо Стандарты:

• Научные исследования 6–8 классов, эталон A

Знание содержимого

Н/Д

Безопасность

• Все материалы безопасны.
• Студенты не должны есть спагетти.
• Напомните учащимся использовать все материалы по назначению и утилизировать жидкости в соответствии с указаниями учителя.

Приложения

Графики используются для представления данных и отображения взаимосвязей. Из этих соотношений значения, которые нелегко получить в эксперименте, можно точно вывести из математических уравнений, основанных на графике.

Оценка

Учащиеся должны уметь правильно отображать данные в виде графиков и использовать график или математическое уравнение для поиска переменной.

Другие соображения

Предложения по группированию Учащиеся должны быть разделены на группы по два или три человека. Новая идея группировки содержится в «Совместном обучении в классе естественных наук» Эмили Лин, учителя естественных наук, том 73, № 5, лето 2006 г., стр. 34–39.

Темп/Рекомендуемое время: Урок можно пройти за два периода по 45 минут.