צפיפות





חומר רקע

צפיפות או משקל סגולי הנה גודל אופייני של כל חומר ומוגדרת כמסה של החומר ליחידת נפח שלו.

לדוגמא

צפיפות של מים בטמפ' החדר הנה 1 גרם לסמ"ק, דהיינו קנקן בעל תכולה של 1 ליטר יכיל 1 ק"ג מים. כדי למדוד צפיפות של חומר נדרש לשקול כמות ממנו ולמדוד את הנפח של אותה כמות, הצפיפות תהיה שווה למשקל שמדדנו חלקי הנפח המדוד.

צפיפות = משקל\נפח


פעילות מס' 1 - צפיפות/משקל סגולי


מטרה - המחשת מושג המשקל הסגולי וההבדל במשקל סגולי


כלים וחומרים

1. 051 מל' גליצרין (לתלמיד)



2. 051 מל' כהל אתילי (לתלמיד)



3. גולת זכוכית

4. חרוז פלסטיק או עץ

5. פיסת ברזל

6. אבן חצץ קטנה

7. קובית קרח

8. פקק שעם

9. שלש צנצנות או כוסות נקיות



01. כף כדי "לדוג" את החפצים



11. נייר סופג




פעילות

1. יש למלא שלש כוסות או צנצנות במים, כהל וגליצרין
2. לכוס המלאה במים יש להכניס גולת זכוכית ואחריה פיסת ברזל, חרוז פלסטיק, חצץ, שעם. לבדוק בזה אחר זה מה שוקע ומה צף.
3. להכניס את הפריטים בזה אחר זה לכוס הכהל אתילי לאחר ייבוש הפריטים.
4. לשטוף את הפריטים ולייבש
5. להכניס את הפריטים ולייבש
6. להכניס את הפריטים בזה אחר זה לכוס הגליצרין
7. להכניס קובית קרח לכוס המים - האם הקוביה צפה או שוקעת?



קרח

חרוז פלסטיק

פקק שעם

 

מי ברז

גליצרין

כהל



תוצאה ומסקנות
הגליצרין הינו בעל משקל סגולי של 2.1 ואילו למים שמקל של 1 כלומר המים פחות צפופים. המשקל הסגולי של כהל אתילי הינו 8.0 ולכן הינו הפחות צפוף מבין הנוזלים, לכן שעם לדוגמא יצוף במים ובגליצרין אך ישקע בכהל. משום שצפיפות השעם גבוהה מזו של הכהל אבל נמוכה משל המים. כמו כן יש לציין שקרח צף על פני המים, למרות שלמעשה הינו עשוי ממים. במהלך הקיפאון של המים הם מתפשטים כלומר אותה כמות חומר תופסת נפח גדול יותר. לכן ניתן לומר שהצפיפות של קרח קטנה יותר משל מים וזה מה שמאפשר את ציפת הקרח על פני המים.


פעילות מס' 2 - צפיפות/משקל סגולי

מטרה


המחשת מושג המשקל הסגולי וההבדל במשקל סגולי

כלים וחומרים


1. ביצה לא מבושלת לכל ילד



2. כשלוש כפות (05 גרם) מלח שולחני רגיל, לכל ילד



3. כוס שקופה לכל ילד



4. מקל זכוכית לערבוב



5. טוש

פעילות

1. יש למלא את הכוסות במים

2. לכוס המלאה במים יש להכניס את הביצה, אשר תשקע



3. לסמן בטוש את גובה הנוזל הכוס

4. להוסיף לכוס מלח במנות כאשר לאחר כל מנה נבחש את המלח עד המסה



5. נפסיק להוסיף מלח כאשר הביצה תתחיל לצוף



6. נשים לב שמפלס הנוזל בכוס לא השתנה בהוספת המלח

תוצאה ומסקנות
המשקל הסגולי של ביצה גבוה מזה של מים מתוקים ולכן היא שוקעת.



אבל למים מלוחים משקל סגולי יותר גבוה - ראינו שכאשר הכנסנו מלח למים הכמות של החומר בכוס גדלה אבל הנפח לא השתנה (כלומר הצפיפות גדלה). המשקל הסגולי של הביצה נמוך משל מים מלוחים ולכן היא צפה בם.



האם יש בניסוי זה הסבר מדוע ספינות שטות מהר יותר במים מלוחים מאשר במים מתוקים?


פעילות מס' 3 - צפיפות של גזים

מטרה


המחשת מושג הצפיפות של גזים (למרות שלמעשה אנו לא מסוגלים לשקול אותם).

כלים וחומרים

1. בלון



2. בקבוק ארלנמאייר



3. מקור חום - פלטה חשמלית,או מבער



4. כוס כימית גדולה שתשמש כאמבט מים



פעילות
1. נמתח מעט את הבלון על ידי ניפוח, נרוקן אותו ונמתח אותו מעל פית הבקבוק או המבחנה.



2. את הסיר המלא במים יש לחמם עד רתיחה

3. לטבול את המבחנה או הבקבוק בסיר המים החמים (בזהירות, רצוי להעזר במלקחיים אם משתמשים במבחנה) בלא לאפשר למים לגעת בבלון.



4. לאחר מספר שניות הבקבוק/מבחנה יתחממו והבלון יתנפח

תוצאה ומסקנות
האוויר בבקבוק התחמם וכן התפשט (צפיפותו קטנה), מאחר והבקבוק הינו חפץ קשיח וסגור בבלון ההתפשטות גורמת ללחץ של האוויר על דפנות הבלון - הפעלת כוח להרחבת הנפח והתפשטות של הבלון (הגדלת הנפח).