PROBLEMA SPERIMENTALE n.4

Avete un pezzo di plastica molto piccolo e irregolare, di 2-4 mm di larghezza, il cui volume è inferiore alla sensibilità del più preciso dei cilindri che abbiamo in laboratorio. Per questo materiale plastico dovete trovare:

1. Se è più o meno denso dell'acqua.

2. Qual è la sua densità.

(A disposizione: alcool e zucchero).

CONOSCENZE UTILI

1. Corpi di materiali più densi dell'acqua affondano in essa, mentre quelli meno densi galleggiano.
2. L'acqua ha densità 0,9982 g/cm³.
3. Lo zucchero sciolto in acqua aumenta la densità del liquido perché la massa aumenta mentre il volume rimane quasi costante.
4. L'alcool aggiunto all'acqua fa invece diminuire la densità perché l'alcool stesso è meno denso dell'acqua (d = 0,80 g/cm³). 

IPOTESI DI LAVORO

per vedere se il pezzettino di plastica è più o meno denso dell'acqua lo immergiamo in un becker con acqua e vediamo se galleggia o va a fondo: nel primo caso il pezzo di plastica è meno denso dell'acqua e lo portiamo a fluttuare a metà aggiungendo alcool gradualmente, invece nel secondo caso è più denso, e lo portiamo a fluttuare a metà aggiungendo zucchero. 

Poi calcolare la densità del liquido misurando massa e volume. Anche il pezzo avrà la stessa densità.

PIANO DI LAVORO A PUNTI

1. Pesare il cilindro graduato dove andremo a eseguire l'esperimento;
2. dopo averlo pesato lo riempiamo ci mettiamo acqua fino a poco più della metà e ci immergiamo il pezzettino: 
3. aggiungere l'alcool o lo zucchero a seconda se il pezzo di plastica va a fondo o galleggia.
4. Continuare ad aggiungere alcool o zucchero finchè il pezzo non rimane al centro.  
5. Pesare di nuovo il cilindro e leggere il volume del liquido.
6. Se il volume supera la portata, eliminare l'eccesso e ripetere il punto 5.

REPORT DATI IN INGRESSO (cioè resoconto, immagini, video e tabella dei dati osservati e misurati, SENZA calcoli (da fare dopo)

Il pezzo andava a fondo in acqua ed era di colore.... 

peso massa del cilindro graduato = 32,95g

peso massa totale (cilindro con acqua e pezzettino )= 58,95g 

Volume del liquido nel cilindro quando avete fatto la seconda pesata??? 20,0 mL

ELABORAZIONI E CONCLUSIONI (calcoli, risultato, discussione del risultato.)

Massa liquido + pezzettino flottante = 58,95 g - 32,95 g = 26,00 g 

d = V/m =20/26=0.769 g/cm³

d = m/V = 26,00 g : 20,0 mL = 1,30 g/mL 

DOMANDE&RISPOSTE

1. Siete riusciti a sospendere il pezzo di plastica nel liquido formato da acqua e alcool o da acqua e zucchero. Quale di queste azioni non modifica certamente la situazione di equilibrio? (cancellare le risposte errate con il tasto ABC)

A) Aumentare la temperatura

B) aggiungere altra acqua

C) lasciare a lungo il liquido all'aria, in modo che una parte dell'acqua o dell'alcool possa evaporare.

D) togliere un po' di liquido

E) aggiungere zucchero

2. Quale potrebbe essere il materiale plastico del vostro pezzetto? Vedere nei seguenti siti:

sito 1

sito 2

Risposta: 

Dalla tabella del sito 1 si ricava che, in base al risultato corretto (d = 1,30 g/cm³) il materiale plastico dovrebbe essere PVC.

3. Perché il metodo da voi usato non potrebbe essere applicato per trovare la densità di un metallo?

Risposta: 

il metodo non potrebbe essere usato con il metallo perchè è molto più denso dell'acqua

4. Mettendo un po' di acqua molto zuccherata sul fondo del cilindro e un po' di alcol sopra di esso, ed evitando di mescolare i due strati, tutti i pezzetti di plastica affonderebbero nell'alcool, galleggerebbero sull'acqua e zucchero, quindi si fermerebbero in mezzo, nella zona di contatto tra i due liquidi. Questo significherebbe che tutti i pezzetti hanno la stessa densità?

Risposta: 

no

5. La densità dell'aria è circa 1,2 kg/m³. Quanti m³ di volume deve avere una mongolfiera per rimanere sospesa in aria, se deve trasportare un equipaggio di 200 kg e il proprio peso di 100 kg?

Risposta: