فعالیت
شکل‌های زیر جرم یک سانتی‌متر مکعب از چند ماده متفاوت را نشان می‌دهند:
[تصویر شامل: $\text{1 cm}^3$ چوب تقریباً $\text{0.7 g}$، $\text{1 cm}^3$ آب تقریباً $\text{1 g}$، $\text{1 cm}^3$ هوا تقریباً $\text{0.001 g}$ و یک ترازوی دیجیتال که یک قطعه فلزی با جرم $\text{9.62 g}$ را نشان می‌دهد که می‌تواند چگالی سرب باشد.]
الف) با استفاده از ترازو و استوانه مدرج، جرم و حجم خمیربازی، سنگ مرمر، توپ، انگشتر طلا، ورق آلومینیمی و وزنه سربی را اندازه‌گیری و چگالی آن‌ها را حساب کنید.
ب) چگالی همه مواد داده شده را روی نمودار زیر رسم کنید.
[نمودار ستونی با محور افقی "نام ماده" و محور عمودی "چگالی ($ ext{g}/ ext{cm}^3$)" با مقادیر نمونه فولاد، آلومینیم، سرب، طلا، چوب، آب، مرمر، توپ و خمیربازی.]
پ) آیا چگالی فلزها با هم برابر است؟
ت) چگالی کدام گروه از مواد نسبت به بقیه بیشتر است؟
ث) برداشت خود را از شکل رو به رو در دو سطر بنویسید.
[تصویری شامل یک لیوان حاوی جیوه، مهره برنجی، آب و چوب‌پنبه که هر کدام در لایه خاصی شناور یا غرق شده‌اند.]
پاسخ و توضیح فعالیت صفحه 30 علوم هفتم
این فعالیت روی مفهوم بسیار مهم **چگالی** ($
ho$) متمرکز است که تعیین می‌کند یک ماده چقدر سنگین یا سبک به نظر می‌رسد. 🧱
### الف) محاسبه چگالی
فرمول چگالی را به یاد بیاورید: $\rho = \frac{m}{V}$. برای محاسبه چگالی هر ماده، باید:
1. **جرم ($m$):** با استفاده از **ترازو** اندازه بگیرید ($ ext{g}$).
2. **حجم ($V$):** برای جامدات منظم (مثل مکعب) با ضرب طول، عرض و ارتفاع ($ ext{cm}^3$) و برای جامدات نامنظم (مثل سنگ) با استفاده از **استوانه مدرج** (روش جابه‌جایی مایع) اندازه بگیرید.
3. **تقسیم:** جرم را بر حجم تقسیم کنید تا چگالی ($ ext{g}/ ext{cm}^3$) به دست آید.
| نام ماده (مثال) | جرم ($ ext{g}$) | حجم ($ ext{cm}^3$) | چگالی ($ ext{g}/ ext{cm}^3$) |
| :--- | :--- | :--- | :--- |
| **طلا** | $ ext{19.3}$ | $ ext{1}$ | $ ext{19.3}$ |
| **سرب** | $ ext{11.3}$ | $ ext{1}$ | $ ext{11.3}$ |
| **آلومینیم** | $ ext{2.7}$ | $ ext{1}$ | $ ext{2.7}$ |
| **آب** | $ ext{1}$ | $ ext{1}$ | $ ext{1.0}$ |
| **چوب** | $ ext{0.7}$ | $ ext{1}$ | $ ext{0.7}$ |
### ب) رسم نمودار چگالی
نمودار ستونی باید نشان دهد که ستون‌های **فلزات سنگین** (مثل طلا و سرب) بسیار بلندتر از ستون‌های آب، چوب و آلومینیم هستند.
### پ) آیا چگالی فلزها با هم برابر است؟
**خیر، چگالی فلزها با هم برابر نیست.** این یک **خاصیت فیزیکی متمایز** است که به نوع عنصر و نحوه چیدمان اتم‌ها بستگی دارد. مثلاً چگالی طلا ($ ext{19.3 g}/ ext{cm}^3$) تقریباً هفت برابر چگالی آلومینیم ($ ext{2.7 g}/ ext{cm}^3$) است.
### ت) چگالی کدام گروه از مواد نسبت به بقیه بیشتر است؟
از بین مواد ذکر شده، چگالی **فلزات** (مانند طلا، سرب، فولاد) نسبت به مایعات (آب) و جامدات نافلزی (چوب، توپ) **بیشتر** است.
### ث) برداشت از شکل غوطه‌وری
1. **شناور شدن و غرق شدن** یک جسم در مایع، کاملاً به **چگالی** آن جسم و مایع بستگی دارد.
2. موادی که در شکل می‌بینیم، بر اساس چگالی از بالا به پایین مرتب شده‌اند: **چوب‌پنبه** (کمترین چگالی) روی **آب** شناور است، **آب** روی **جیوه** شناور است، و **جیوه** (بالاترین چگالی) در پایین قرار دارد. **مهره برنجی** و **سنگ مرمر** نیز در لایه‌هایی قرار می‌گیرند که چگالی آن‌ها کمتر از آن لایه‌ها نیست.
