Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
Mở đầu trang 59
Đề bài: Để xác định khối lượng riêng của một chất tạo nên vật cần phải xác định được những đại lượng nào? Theo em, cách xác định khối lượng riêng của một vật rắn không thấm nước và của một lượng chất lỏng có khác nhau hay không?
Lời giải:
Để xác định khối lượng riêng của một chất, cần xác định hai đại lượng:
- Khối lượng (m) của vật (đo bằng cân).
- Thể tích (V) của vật.
Sau đó áp dụng công thức: $D = \dfrac{m}{V}$.
Cách xác định khối lượng riêng của vật rắn không thấm nước và của chất lỏng là khác nhau ở bước đo thể tích:
- Vật rắn có hình dạng đều (hộp chữ nhật, lập phương,…): đo các cạnh bằng thước rồi tính theo công thức hình học.
- Vật rắn có hình dạng bất kì (hòn sỏi,…): thả vật vào ống đong chứa nước, thể tích vật bằng phần thể tích nước dâng lên.
- Chất lỏng: rót vào ống đong và đọc trực tiếp thể tích trên vạch chia.
Báo cáo thực hành
1. Mục đích thí nghiệm
Xác định khối lượng riêng của:
- Một khối gỗ hình hộp chữ nhật.
- Một lượng nước (chất lỏng).
- Một hòn sỏi (vật rắn có hình dạng bất kì, không thấm nước).
2. Chuẩn bị
- Cân điện tử.
- Thước đo độ dài có độ chia nhỏ nhất tới milimét.
- Ống đong, cốc thuỷ tinh.
- Khối gỗ hình hộp chữ nhật.
- Một lượng nước sạch.
- Hòn sỏi (có thể bỏ lọt vào ống đong), sợi chỉ.
3. Các bước tiến hành và kết quả
Thí nghiệm 1: Xác định khối lượng riêng của khối gỗ hình hộp chữ nhật
Cách tiến hành:
- Dùng thước đo các cạnh a, b, c của khối gỗ → tính thể tích $V = a \cdot b \cdot c$.
- Dùng cân điện tử đo khối lượng m của khối gỗ.
- Đo và cân 3 lần, ghi vào bảng rồi tính giá trị trung bình.
Bảng 14.1. Kết quả thí nghiệm xác định khối lượng riêng của khối gỗ hình hộp chữ nhật
| Lần đo | a (m) | b (m) | c (m) | V (m³) | m (kg) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | $a_1 = 0,10$ | $b_1 = 0,05$ | $c_1 = 0,04$ | $V_1 = 2,00 \cdot 10^{-4}$ | $m_1 = 0,160$ |
| 2 | $a_2 = 0,10$ | $b_2 = 0,05$ | $c_2 = 0,04$ | $V_2 = 2,00 \cdot 10^{-4}$ | $m_2 = 0,161$ |
| 3 | $a_3 = 0,10$ | $b_3 = 0,05$ | $c_3 = 0,04$ | $V_3 = 2,00 \cdot 10^{-4}$ | $m_3 = 0,159$ |
| Trung bình | $V_{tb} = 2,00 \cdot 10^{-4}$ | $m_{tb} = 0,160$ |
Tính giá trị trung bình:
$$V_{tb} = \dfrac{V_1 + V_2 + V_3}{3} = \dfrac{2,00 + 2,00 + 2,00}{3} \cdot 10^{-4} = 2,00 \cdot 10^{-4} \text{ (m}^3\text{)}$$
$$m_{tb} = \dfrac{m_1 + m_2 + m_3}{3} = \dfrac{0,160 + 0,161 + 0,159}{3} = 0,160 \text{ (kg)}$$
Khối lượng riêng của khối gỗ:
$$D_{tb} = \dfrac{m_{tb}}{V_{tb}} = \dfrac{0,160}{2,00 \cdot 10^{-4}} = 800 \text{ (kg/m}^3\text{)}$$
→ Đối chiếu Bảng 13.3 (Bài 13), khối lượng riêng $800 \text{ kg/m}^3$ tương ứng với gỗ tốt.
Thí nghiệm 2: Xác định khối lượng riêng của một lượng nước
Cách tiến hành:
- Cân khối lượng của ống đong rỗng được $m_1$.
- Rót một lượng nước vào ống đong, đọc thể tích nước $V_n$ trên vạch chia.
- Cân khối lượng ống đong có nước được $m_2$ → khối lượng nước: $m_n = m_2 – m_1$.
- Lặp lại 3 lần với lượng nước khác nhau, ghi số liệu rồi tính giá trị trung bình.
Bảng 14.2. Kết quả thí nghiệm xác định khối lượng riêng của một lượng nước
| Lần đo | $V_n$ (m³) | $m_1$ (kg) | $m_2$ (kg) | $m_n = m_2 – m_1$ (kg) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | $V_{n1} = 2,0 \cdot 10^{-5}$ | 0,101 | 0,121 | $m_{n1} = 0,020$ |
| 2 | $V_{n2} = 2,5 \cdot 10^{-5}$ | 0,101 | 0,126 | $m_{n2} = 0,025$ |
| 3 | $V_{n3} = 3,0 \cdot 10^{-5}$ | 0,101 | 0,131 | $m_{n3} = 0,030$ |
Tính giá trị trung bình:
$$V_{ntb} = \dfrac{V_{n1} + V_{n2} + V_{n3}}{3} = \dfrac{2,0 + 2,5 + 3,0}{3} \cdot 10^{-5} = 2,5 \cdot 10^{-5} \text{ (m}^3\text{)}$$
$$m_{ntb} = \dfrac{m_{n1} + m_{n2} + m_{n3}}{3} = \dfrac{0,020 + 0,025 + 0,030}{3} = 0,025 \text{ (kg)}$$
Khối lượng riêng của nước:
$$D_{ntb} = \dfrac{m_{ntb}}{V_{ntb}} = \dfrac{0,025}{2,5 \cdot 10^{-5}} = 1\,000 \text{ (kg/m}^3\text{)}$$
→ Kết quả phù hợp với khối lượng riêng của nước trong Bảng 13.3 ($1\,000 \text{ kg/m}^3$).
Thí nghiệm 3: Xác định khối lượng riêng của hòn sỏi
Cách tiến hành:
- Dùng cân điện tử cân khối lượng hòn sỏi $m_s$.
- Rót nước vào ống đong, ghi thể tích $V_1$.
- Buộc sợi chỉ vào hòn sỏi, thả từ từ cho ngập trong nước, ghi thể tích nước lúc này $V_2$.
- Thể tích hòn sỏi: $V_{sỏi} = V_2 – V_1$.
- Lặp lại 3 lần (kéo sỏi ra, lau khô), ghi số liệu rồi tính giá trị trung bình.
Bảng 14.3. Kết quả thí nghiệm xác định khối lượng riêng của hòn sỏi
| Lần đo | $m_s$ (kg) | $V_1$ (m³) | $V_2$ (m³) | $V_2 – V_1$ (m³) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | $m_{s1} = 0,026$ | $5,0 \cdot 10^{-5}$ | $6,0 \cdot 10^{-5}$ | $V_{s1} = 1,0 \cdot 10^{-5}$ |
| 2 | $m_{s2} = 0,026$ | $5,0 \cdot 10^{-5}$ | $6,0 \cdot 10^{-5}$ | $V_{s2} = 1,0 \cdot 10^{-5}$ |
| 3 | $m_{s3} = 0,026$ | $5,0 \cdot 10^{-5}$ | $6,0 \cdot 10^{-5}$ | $V_{s3} = 1,0 \cdot 10^{-5}$ |
Tính giá trị trung bình:
$$m_{stb} = \dfrac{m_{s1} + m_{s2} + m_{s3}}{3} = \dfrac{0,026 + 0,026 + 0,026}{3} = 0,026 \text{ (kg)}$$
$$V_{stb} = \dfrac{V_{s1} + V_{s2} + V_{s3}}{3} = \dfrac{1,0 + 1,0 + 1,0}{3} \cdot 10^{-5} = 1,0 \cdot 10^{-5} \text{ (m}^3\text{)}$$
Khối lượng riêng của hòn sỏi:
$$D_{stb} = \dfrac{m_{stb}}{V_{stb}} = \dfrac{0,026}{1,0 \cdot 10^{-5}} = 2\,600 \text{ (kg/m}^3\text{)}$$
→ Đối chiếu Bảng 13.3, kết quả $2\,600 \text{ kg/m}^3$ tương ứng với đá, phù hợp với hòn sỏi.
4. Kết luận
Qua ba thí nghiệm, nhóm em đã xác định được khối lượng riêng của các vật như sau:
| Vật | Khối lượng riêng đo được | Vật liệu (đối chiếu Bảng 13.3) |
|---|---|---|
| Khối gỗ hình hộp chữ nhật | $800 \text{ kg/m}^3$ | Gỗ tốt |
| Một lượng nước | $1\,000 \text{ kg/m}^3$ | Nước |
| Hòn sỏi | $2\,600 \text{ kg/m}^3$ | Đá |
Một số lưu ý khi làm thí nghiệm:
- Cần đặt cân trên mặt phẳng và chỉnh cân về số 0 trước khi cân.
- Khi đọc thể tích trên ống đong, mắt phải đặt ngang vạch chia để tránh sai số.
- Vật rắn (hòn sỏi) phải được lau khô trước khi cân để không cộng thêm khối lượng nước bám.
- Đo và cân nhiều lần rồi lấy giá trị trung bình để giảm sai số.
(Lưu ý: Số liệu trên là số liệu tham khảo của một nhóm. Khi tự làm thí nghiệm, các em ghi số liệu thực tế đo được vào vở.)
Cô Trần Thị Thanh Thảo
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS
Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu