Arbeitsblatt: Die Dichte - ein Lernprogramm

Die Dichte Der Versuch einer physikalischmathematischen Annäherung an den Begriff der Dichte Bist du eigentlich nicht ganz dicht ? Die Dichte Ein Lernprogramm Die Dichte – ein Lernprogramm Anleitung Arbeite dieses Lernprogramm vollständig durch. Arbeite in deinem individuellen Lerntempo. Wende dich bei Unklarheiten an die Lehrperson. Du löst die Aufgaben direkt in diesem Lernprogramm (Schreibzeug). Du benötigst ein internetfähiges Tablet oder Smartphone (WLAN- Verbindung) mit installiertem QR-Reader. Allenfalls benötigst du einen Druckeranschluss. Aufgaben mit sind freiwillig. -1- Die Dichte 1. Ein Lernprogramm Was ist die physikalische Dichte? 1.1. Lies die nachfolgenden Informationen. Stell dir vor, du könntest mit einer Art „Supergirl-Blick in jeden Stoff hineinschauen. Du könntest also die unzähligen, winzig kleinen Teilchen, aus denen ein Stoff aufgebaut ist, tatsächlich sehen. Stell dir weiter vor, du könntest in zwei verschiedene Stoffe z.B. in ein Stück Holz und in ein Stück Blei „hineinsehen und zwar würdest du mit deinem „Supergirl-Blick in zwei gleich grosse, würfelförmige Stücke Holz und Blei „hineinsehen. Du würdest wahrscheinlich Folgendes sehen: Stück Holz Stück Blei kleinste Bestandteilchen locker „gepackt kleinste Bestandteilchen dicht „gepackt kleine Dichte grosse Dichte Man sagt: Holz hat eine kleine Dichte. Man sagt: Blei hat eine grosse Dichte. Die Dichte ist eine Material- oder Stoffeigenschaft. Die Dichte wird in der Technik mit einer Zahl angegeben. Diese Zahl, eben die Dichte, ist für jeden Stoff bekannt und in Tabellen festgehalten. Gewöhnliches Wasser besitzt etwa die Dichte 1 (genau 0,998). Wir arbeiten mit dem Wert 1. Alle Stoffe mit kleinerer Dichte als 1 schwimmen auf Wasser. Alle Stoffe mit grösserer Dichte als 1 sinken auf den Grund. 1.2. Zeichne, wie sich ein Holzwürfel (linke Skizze) und ein Bleiwürfel (rechte Skizze) verhalten werden, wenn die beiden gleich grossen Würfel auf die Wasseroberfläche gegeben werden. Wasser 1.3. Korrigiere deine Zeichnung mit der Lösung -2- Die Dichte Ein Lernprogramm 2. Volumen bestimmen 2.1. Bestimme das Volumen der Flüssigkeit in jedem Messzylinder. Gib das Volumen in ml (Millilitern) an. 2.2. Zeichne das angegebene Volumen in die abgebildeten Messzylinder farbig ein. 2.3. Korrigiere 2.2./2.3. mit der Lösung 2.4.* Für gute Schülerinnen: Löse die nachfolgende Übung und korrigiere mit der Lösung. -3- Die Dichte Ein Lernprogramm -4- Die Dichte Ein Lernprogramm 3. Wie misst man das Volumen eines Stoffes? 3.1. Studiere folgende Skizze und beschreibe das Vorgehen schriftlich in eigenen einfachen Sätzen. Merke: Diese Methode zur Volumenbestimmung nennt sich Differenzmethode. Wie gross ist das Volumen des oben gezeichneten Gegenstandes? V1 3.2. V2 VKörper Lass deine Beschreibung und deine Resultate von der Lehrperson korrigieren. Die Lehrperson bestimmt deine weitere Arbeit. -5- Die Dichte Ein Lernprogramm 4. Wie bestimmt man die Dichte eines Gegenstandes, z.B. eines Steines? 4.1. Lies die folgende Anleitung. Falls du unsicher bist, wie du vorgehen sollst, dann lass dir die ganze Geschichte mit einem Film erklären (2 min 49 s) a) Nimm einen grösseren Stein und wäge ihn mit der „Gepäckwaage. b) Notiere das Gewicht (die Masse) in Gramm: c) Miss mit der „Differenzmethode das Volumen des Steines. Anfangsvolumen: ml cm3 Endvolumen: ml cm3 Volumen des Steines: ml cm3 d) Notiere das Volumen in ml cm3: cm3 e) Die Dichte eines Stoffes berechnet man folgendermassen: Gewicht (Masse) in Dichte Volumen in ml Dichte des Steines f) Mein Resultat: 4.2. Lass deine Resultate von der Lehrperson korrigieren. Die Lehrperson bestimmt deine weitere Arbeit. -6- Die Dichte Ein Lernprogramm 5. Mit Dichtetabellen umgehen 5.1. Beantworte folgende 10 Fragen. Du sollst dazu mit der beigefügten Tabelle arbeiten. a) Welche Dichte hat Eichenholz? b) Welcher Stoff hat eine Dichte von 0,79? c) Schwimmt Glas auf dem Wasser? Warum? Warum nicht? d) Welcher Stoff hat die grösste Dichte? e) Welcher Stoff hat die kleinste Dichte? f) Schwefel hat die grössere Dichte als Beton (ja/nein)? g) Kork hat die grössere Dichte als Alkohol (ja/nein). h) Gusseisen ist weniger dicht als Aluminium (wahr/falsch). i) Du gibst Eiswürfel in Wasser. Was passiert und warum? j) Was meinst du zu folgender Aussage: „Holz schwimmt im Wasser. Begründe deine Antwort. k) 5.2. Kann ein Mensch regungslos im Süsswasser „schwimmen? Erkläre deine Antwort. Korrigiere mit der Lösung. 0 – 2 Fehler 3 – 5 Fehler mehr als 5 Fehler -7- Weiter zu Kapitel 6 Studiere Kapitel 1 Bespreche dich mit der Lehrperson Die Dichte Ein Lernprogramm Verschiedene Dichteangaben feste Stoffe Dichte [g/cm3] Eisen, Stahl Kochsalz Schwefel Magnesium Natrium Phosphor Blei Kupfer Gold Silber Aluminium Zinn Chrom Gusseisen (z.B. Schrauben) Trockene Erde Messing Beton Kalk Ebenholz Eichenholz Tannenholz Kork Balsaholz Eis (gefrorenes Wasser) Leder Menschlicher Körper 7,87 2,16 2,06 1,74 0,97 2,69 11,34 8,96 19,3 10,5 2,70 7,28 7,20 7,25 1,70 8,60 2,20 2,60 1,20 0,82 0,49 0,15 0,06 0,92 1,00 nach dem Ausatmen nach dem Einatmen 1,02 0,98 Platin Uran Zink Glas 21,5 19,10 7,13 2,50 flüssige Stoffe Dichte [g/cm3] Wasser Benzin Glycerin Quecksilber Äther Alkohol, Spiritus Terpentinöl Olivenöl Meerwasser Schwefelsäure konzentriert Dieselkraftstoff ca. 1,00 0,70 1,26 13,55 0,74 0,79 0,87 0,92 1,02 1,84 0,83 gasförmige Stoffe Dichte [g/cm3] Wasserstoff Helium Stickstoff Luft Sauerstoff Kohlendioxid Schwefeldioxid 0,000090 0,000179 0,001251 0,001293 0,001429 0,001977 0,002926 -8- Die Dichte Ein Lernprogramm 6. Wie berechnet man die Dichte? 6.1. Studiere folgende Information Steine versinken im Wasser, Holz schwimmt. Sind Steine deshalb schwerer als Holz? Ein Kieselstein ist leichter als ein Baumstamm. Der Kieselstein versinkt, der Baumstamm schwimmt. Entscheidend ist, welche Dichte die Materialien haben. Als Dichte bezeichnet man in der Mathematik den Quotienten aus Gewicht (Masse) und Volumen. Die Grösse Dichte wird mit (rho) abgekürzt. Die Grösse des Gewichtes (Masse) wird mit abgekürzt. Die Grösse des Volumens wird mit abgekürzt. kg oder Die Masseinheit der Dichte ist 3 cm dm3 Dichte 6.2. Gewicht Volumen Merke: kg oder cm3 dm3 Löse die folgende Aufgabe Wie gross ist die Dichte der Stoffe? Runde, wenn nötig auf 2 Stellen nach dem Komma. 6.4.* Falls du unsicher bist, wie du die Aufgabe lösen sollst, dann schaue dir das folgende Video an: 6.5. Korrigiere 6.2. mit der Lösung -9- Die Dichte 7. Ein Lernprogramm Dichte, Volumen und Masse berechnen 7.1. Masse: Wie schwer sind die Stoffe? Masseberechnungen lassen sich mit Zuordnungen („Dreisätze) lösen. Merke: Dichte 7,8 kg/dm3 bedeutet 1 dm3 7,8 kg 7.2. Korrigiere 7.1. mit der Lösung 7.3. Volumen: Wie gross ist das Volumen der Stoffe, wenn das Gewicht (Masse) jeweils 2 kg beträgt? Runde, wenn nötig auf 3 Stellen nach dem Komma. 7.4. Korrigiere 7.3. mit der Lösung 10 Die Dichte Ein Lernprogramm 7.5.* Falls dir die vorherigen Berechnungen schwer gefallen sind, so schaue dir folgendes video an: 8. Übungen 1 8.1. Besuche folgende Website: ichte.html 8.2. Arbeite 20 Minuten online an der Übung „Die Dichte. Kontrolliere das Resultat mit Kontrolle. Lass dir allenfalls das Resultat zeigen. 8.3. Lass dir ein Arbeitsblatt mit Lösungen ausdrucken. Bearbeite das Arbeitsblatt und kontrolliere anschliessend mit den Lösungen. Es gilt: 0 – 1 Fehler Gehe zu Punkt 9 2 – 6 Fehler Zweites Arbeitsblatt ausdrucken und lösen mehr als 6 Fehler Melde dich bei der Lehrperson 11 Die Dichte Ein Lernprogramm 9. Übungen 2 9.1. Wähle Übung oder Übung Übung durchschnittliche Oberstufenschülerinnen Übung gute/sehr gute Oberstufenschülerinnen 1) Wie schwer sind die folgenden Stoffe? 12 Die Dichte Ein Lernprogramm 2) Wie gross ist das Volumen der folgenden Stoffe? 3) Berechne die Dichte eines Holzquaders mit den folgenden Massen: 4 cm 10 cm 250 cm Gewicht 7 kg 4) Zwei Körper haben die gleiche Dichte und sind gleich schwer. Sind auch ihre Volumen gleich gross? Begründe schriftlich. 5) Ein Bronzefigürchen hat das Volumen 12,5 cm3 und die Masse 96,8 g. Berechne die Dichte: 13 Die Dichte Ein Lernprogramm 6) Berechne die fehlenden Grössen in der folgenden Tabelle. 7) Die Dichte von Stahl ist dreimal so gross wie die Dichte von Aluminium. Welche der folgenden Aussagen sind wahr (w), welche sind falsch (f)? 9.2. Korrigiere die Übung mit der Lösung, falls du sie gelöst hast. 14 Die Dichte Ein Lernprogramm 1) Wie gross ist das Volumen der folgenden Stoffe, wenn das Gewicht jeweils 5 kg beträgt? 2) Berechne die Dichte eines Holzquaders mit den folgenden Massen: 4 cm 10 cm 250 cm Gewicht 7 kg 3) Ein Stein (Dichte 2,6 kg/dm3) und ein Eisenstück (Dichte 7,8 kg/dm3) haben das gleiche Volumen. Der Stein wiegt 3 kg. Berechne das Gewicht des Eisenstücks. 4) Zwei Körper haben die gleiche Dichte und sind gleich schwer. Sind auch ihre Volumen gleich gross? Begründe schriftlich. 5) Gold hat eine Dichte von 19,3 g/cm3. Ein Quader aus Gold wiegt 1000 g. Wie gross ist sein Volumen? 15 Die Dichte Ein Lernprogramm 6) Berechne die fehlenden Grössen in der folgenden Tabelle. 7) Die Dichte von Stahl ist 3-mal so gross wie die Dichte von Aluminium. Welche der folgenden Aussagen sind wahr (w), welche sind falsch(f)? 9.3. Korrigiere die Übung mit der Lösung, falls du sie gelöst hast. 16