Ovládacie práce sa vykonávajú v troch verziách. Odpovede sú priložené. Pri práci musia študenti uviesť tabuľku hustôt. Pri zostavovaní testu boli použité úlohy z knihy „Kontrola vedomostí žiakov z fyziky“ v redakcii V, G, Razumovského a R.F. Krivošapová.
Zobraziť obsah dokumentu
„Kontrolná práca vo fyzike „Archimedova sila a podmienky pre plávajúce telesá“ (7. stupeň)“
Test z fyziky pre žiakov 7. ročníka
Archimedova sila a podmienky pre plávajúce telesá
jamožnosť
1. Určte vztlakovú silu pôsobiacu na kameň s objemom 0,5 m 3 vo vode.
2. Akou silou je potrebné pôsobiť na uchytenie oceľovej koľajnice s objemom 0,7 m 3 vo vode?
3. Do nádoby sa nalejú tri nemiešateľné kvapaliny: voda, alkohol, ortuť. V akom poradí boli usporiadané? Odpoveď zdôvodnite.
IImožnosť
1. Kus žuly s objemom 10 dm 2 ponoríme do vody. Akou silou sa musí vyvinúť, aby sa udržal vo vode?
2. Blok, ktorý má tvar pravouhlého rovnobežnostena, bol spustený do benzínu. Jej rozmery sú 4x5x10 cm.Určite vztlakovú silu pôsobiacu na tyč.
3. Guľôčky hliníka 1, ocele 2 a platiny 3 rovnakého objemu sa umiestnili do tekutej ortuti. Ako sú usporiadané guľôčky v kvapaline?
IIImožnosť
1. Drevený blok s objemom 80 cm 3 pláva na hladine petroleja, napoly v ňom ponorený. Aká je Archimedova sila, ktorá na ňu pôsobí?
2. Žulová dlažba pripevnená k pružine dynamometra je ponorená do vody. Objem dlažobného kameňa je 0,004 m3. Akú silu ukazuje dynamometer?
3. V ktorej vode sa ľahšie pláva: v mori alebo v rieke? prečo?
| № úlohy | |||
| možnosť 1 | vrchol - alkohol potom voda na dne - ortuť |
||
| možnosť 2 | vyskočia takmer všetky - 1 napoly ponorené - 2 utopiť sa - 3 |
||
| možnosť 3 | je ľahšie plávať v morskej vode, pretože. je slaná a jej hustota je väčšia, preto je FA väčšia. |
Kedysi bola ortuť považovaná za všeliek na všetky choroby a za elixír nesmrteľnosti, no bola aj príčinou „starej klobučníkovej choroby“. Merkúr zničil Ivana Hrozného a navždy vyradil lietadlá z prevádzky.
Tak ťažké, že sa nedá zdvihnúť
Ortuť je látka s vysokou špecifickou hmotnosťou a vysokou hustotou. Ak sa pokúsite čo i len zdvihnúť 10-litrové vedro naplnené ortuťou, nepodarí sa vám to. Hmotnosť ortuti prvýkrát zmeral Robert Boyle v roku 1627, ale jeho údaje sú stále správne: 1 liter ortuti zodpovedá približne 13,6 kilogramom a hustota ortuti je o rovnaké číslo vyššia ako hustota vody. . Naše telo je tiež „zaťažené“ ortuťou, no jej množstvo je zanedbateľné – 13 miligramov.
Maskot
Pred niekoľkými storočiami ľudia verili, že ak rafinovaná ortuť stuhne, môže sa premeniť na zlato. Ale ešte viac sa spoliehali na magické vlastnosti tejto látky. Napríklad kňazi starovekého Egypta vložili niekoľko gramov ortuti do drevenej alebo žulovej nádoby a vložili ju do hrdla faraónovej múmie – verili, že po smrti ochráni ich vládcu. S pomocou ortuti rátali aj bežní Egypťania, ktorí s ňou nosili fľaštičku ako amulet. Mnohí verili a veria, že ortuť prináša šťastie, preto dnes ortuťové talizmany nie sú nezvyčajné. Používajú ich fanúšikovia dostihov a kartových hier. Aby sa predišlo tomu, že jedovaté vlastnosti ortuti nepriaznivo ovplyvnia zdravie, látka sa vloží do otvoru vyrobeného v muškátovom oriešku a zapečatí sa voskom. A medzi modernými kúzelníkmi môžete vidieť sklenené krúžky, v ktorých je zapečatená ortuť.
Liek
Ortuť sa pre svoju vysokú toxicitu v súčasnosti prakticky nepoužíva v lekárskych prípravkoch, s výnimkou teplomera, ktorý obsahuje asi 2 gramy tohto kovu. Ortuť môže pôsobiť aj ako konzervačná látka pre vakcíny. Avšak ešte v 70. rokoch 20. storočia sa ortuť v medicíne bežne používala. Napríklad ortuť obsahujúca ióny ortuti pôsobila ako silné diuretikum, chlorid ortutnatý sa používal ako preháňadlo a kyanid ortuťnatý bol súčasťou antiseptík a mastí. Amalgám striebra, ktorý pozostáva z ortuti, sa v poslednom čase používa v zubnom lekárstve ako výplňový materiál. Cestovateľ Francois Bernier (1620-1688) počas návštevy Indie poznamenal, že miestni jogíni žijú prekvapivo dlho – až 200 rokov. Bernier napísal, že jogíni pijú nápoj obsahujúci ortuť a síru. Jogíni potvrdili, že pár kvapiek tohto lieku denne dokáže udržať telo v dobrej kondícii, no hlavne – prispieť k dlhovekosti. Je tiež známe, že v staroveku Číňania vyrábali „tabletky nesmrteľnosti“ na báze ortuti.
Obeť vyliečenia
Počas exhumácie tela Ivana Hrozného vedci zistili, že obsah ortuti v tele kráľa bol 5-krát vyšší ako prípustné normy. Je známe, že v Rusku sa ortuť používala na liečbu syfilisu už v 15.-16. Niektorí vedci sa domnievajú, že Ivan Hrozný, ktorý trpel týmto nebezpečným ochorením, bol liečený „tekutým striebrom“. N. M. Karamzin napísal, že cár sa „toľko zmenil, že ho nebolo možné spoznať: na jeho tvári bola zobrazená pochmúrna zúrivosť, všetky črty boli zdeformované, oči vybledli, na hlave a fúzoch mu nezostal takmer jediný vlas“. Ostré vypadávanie vlasov je jedným z jasných príznakov otravy ortuťou, rovnako ako epileptické záchvaty, ktoré potrápili kráľa. Intoxikácia ortuťou je podľa moderných odborníkov príčinou smrti Ivana Hrozného.
„ortuťové“ ryby
Je známe, že ortuť sa nachádza v morskej vode. Nedávno sa zistilo, že malé ryby sú schopné akumulovať túto látku. Zároveň dravce, ryby aj vtáky, ktoré lovia malé rybky, dokážu ukladať ortuť v tele ešte vo vyšších koncentráciách. Napríklad, ak sleď obsahuje 0,01 ppm ortuti, potom má žralok indikátor väčší ako 1 ppm. Americkí vedci, ktorí skúmali ryby na prítomnosť ortuti, našli túto látku v každej rybe! Zároveň 25 % rýb má ortuť nad povolenou úrovňou. V ohrození boli tuniak a homár. Ekológovia už začali biť na poplach a varovali pred nebezpečenstvom jedenia rýb a iných plodov mora, no rybárske spoločnosti to pochopiteľne nazývajú „hororové príbehy“.
Jedovatý, ale nie vždy nebezpečný
„Čím viac študujeme ortuť, tým je toxickejšia,“ hovorí David Evers z Inštitútu pre biodiverzitu. "Hrozba nízkych hladín ortuti je väčšia, ako sa doteraz predpokladalo." V skutočnosti ľudia zjavne podceňovali toxické vlastnosti ortuti. Bola napríklad súčasťou plsti, z ktorej sa vyrábali klobúky. Tí, ktorí nosili klobúky, si postupne podkopávali zdravie hromadením jedovatej látky v tele. Ešte viac otrávený pri výrobe klobúkov - výraz "choroba starého klobučníka" to jasne naznačuje. Dnes otrava ortuťou postihuje predovšetkým ľudí, ktorí sa živia rybolovom a aktívne jedia ryby (tepelné spracovanie, ako viete, neodstraňuje ortuť z produktov). Veľké množstvo takýchto ľudí žije v Kanade, Brazílii, Kolumbii a Číne. Chronické poruchy, prejavujúce sa oslabením pamäti a mentálnou retardáciou, má podľa štatistík v priemere 8 z tisíc detí z nebezpečného regiónu. Nebezpečenstvo otravy ortuťovými parami je však podľa niektorých odborníkov značne prehnané, pretože limit hustoty ortuťových pár je oveľa nižší ako limit vzduchu, a preto je ich koncentrácia v nebezpečných hladinách možná len pri veľkom množstve tejto látky. Ani tekutá ortuť nie je taká nebezpečná. Ak prehltnete kovové guľôčky ortuti z teplomera, prejdú celým črevom bez toho, aby spôsobili škodu. Je to spôsobené konzistenciou ortuti, ktorá nie je schopná absorbovať gastrointestinálny trakt.
Doprava zakázaná!
Zaujímavosťou je, že ortuť je zakázaná prepravovať v lietadlách, ale nie preto, že by sa ňou mohli otráviť pasažieri a členovia posádky. Ortuť, ktorá padá na hliníkové zliatiny, ničí povrchový film oxidu hlinitého, bez ktorého sa kov stáva krehkým a rýchlo sa zrúti vo vzduchu. Takýto problém pre letectvo bol relevantný v 70. rokoch. Lietadlá s veľkým množstvom uniknutej ortuti na palube už neboli prevádzkyschopné. Podľa stupňa poškodenia boli buď zaslané na generálnu opravu, alebo definitívne odpísané.
Existuje mnoho dôvodov, prečo by ste sa nemali za žiadnych okolností zaoberať ortuťou. Nielenže je toxický a môže viesť k emočným a duševným poruchám u ľudí, ale môže viesť aj k zničeniu hliníkovej konštrukcie lietadla a havárii lietadla! Ako to môže byť?
Oxid hlinitý a železná hrdza
Hliník sa dnes používa všade: od plechoviek od piva až po lietadlá. Faktom je, že hliník je v mnohých situáciách dobrou voľbou medzi inými materiálmi. Je ľahký, pevný a má povlak, ktorému sa tvrdosťou vyrovná iba diamant. Železo – alebo skôr oceľ – má veľkú pevnosť a zatiaľ je nenahraditeľné napríklad v stavebníctve. Ak však toto železo-oceľ necháte každý deň lietať po mori, rýchlo zhrdzavie. Keď železo hrdzavie, spája sa s kyslíkom. V tomto prípade sa žehlička zmení na svetlé, červené vločky, ktoré sa ľahko odlupujú od povrchu žehličky. Na rozdiel od železa hliník reaguje s kyslíkom za vzniku oxidu hlinitého, neuveriteľne tvrdej látky, ktorú je veľmi ťažké poškriabať.
Ten ostrý rozdiel v správaní železa a hliníka pri interakcii s kyslíkom len potvrdzuje túto myšlienku, že „chémia je čarodejníctvo“. Oxid hlinitý sa neodlupuje z hliníka ako hrdza zo železa. Aluminová fólia naopak utesní zvyšný hliník a zabráni jeho ďalšiemu „hrdzaveniu“. To je potrebné pre hliníkovú konštrukciu, ktorá lieta vo vzduchu a často aj nad moriami a oceánmi.
Ortuť a čerstvý hliník
Ortuť rozbíja všetku tú jemnú dobrotu hliníka. Alebo sa prinajmenšom môže zlomiť, ak narazí na čerstvo poškriabanú hliníkovú časť. Ak k tomu dôjde, potom sa ortuť aktívne spája s hliníkom a vyťahuje ju z hliníkovej konštrukcie. Samozrejme, keď sú hliník a ortuťový amalgám vystavený pôsobeniu vzduchu, hliník sa okamžite spojí s kyslíkom a vytvorí rovnaký vysokovýkonný oxid hlinitý. Len sa to všetko deje na nesprávnom mieste v podobe rastúcich pierok a stĺpov, ktoré sa dvíhajú z tekutej ortuti.
Toto vytláčanie oxidu hlinitého z primárneho škrabanca umožňuje ortuti preniknúť cez hliník, kým sa všetka ortuť neodparí do vzduchu. Preto aj malé množstvo ortuti môže spôsobiť veľké škody.
Ako ortuť požiera hliník
No, ani nie! Ortuť v skutočnosti preniká cez ochrannú vrstvu oxidu hliníka, čo umožňuje hliníku oxidovať veľmi vysokou rýchlosťou. Ortuť umožňuje, aby bol povrch hliníka v neustálom kontakte so vzduchom a zabezpečuje nepretržitý proces tvorby oxidu hlinitého. Vyzerá to tak, že ortuť skutočne požiera hliník.
Za normálnych podmienok sa to samozrejme nedeje, pretože na odkrytom povrchu hliníka sa okamžite vytvorí film oxidu hlinitého, ktorý chráni hliník pred ďalšou oxidáciou. Ortuť inhibuje tvorbu oxidového filmu a poskytuje tento strašidelný obraz ortuť požierajúci hliník, ktorý je zobrazený.
reakčný mechanizmus
Mechanizmus reakcie hliníka s ortuťou je veľmi zložitý. Medzi ortuťovým filmom, hliníkom, vlhkosťou a kyslíkom zo vzduchu dochádza k spontánnej reakcii (obrázok). Zatiaľ čo ortuť je nerozpustná v hliníku, hliník je mierne rozpustný v ortuti (0,002 % pri izbovej teplote). Keď ortuť zmáča hliníkový povrch, udržuje tento povrch v aktivovanom stave, takže sa na ňom nemôže vytvoriť vrstva oxidu. Hliník sa pri kontakte so vzduchom rozpúšťa v ortuti a oxiduje.
Počas tejto reakcie sa ortuť nespotrebováva, preto sa po spustení v zásade nikdy nezastaví.
Obrázok - Vplyv ortuti na hliník
Chémia interakcie hliníka a ortuti
Ak na hliníku nie je vrstva oxidu, ortuť s ním tvorí amalgám - zliatinu hliníka s ortuťou. Čerstvý hliník s amalgámom na povrchu prudko reaguje s vlhkosťou vo vzduchu - veľmi silno reaguje najmä v dňoch s vysokou vlhkosťou:
Al(t) + 3H20(l) => Al(OH3)(t) + 3/2 H2 (g)
H= -418 kJ/mol.