📖 Bài 13: Khối lượng riêng - lớp 8

I – Thí nghiệm

• Thí nghiệm 1: Khi đo khối lượng ($m$) và thể tích ($V$) của các vật liệu cùng loại (như các thỏi sắt) nhưng có kích thước khác nhau, ta thấy tỉ số giữa khối lượng và thể tích ($m/V$) của chúng luôn là một hằng số.
• Thí nghiệm 2: Khi đo các thỏi vật liệu khác nhau (sắt, nhôm, đồng) có cùng một thể tích, ta thấy khối lượng của chúng khác nhau, dẫn đến tỉ số $m/V$ của chúng cũng khác nhau.
• Kết luận: Tỉ số $m/V$ không thay đổi đối với cùng một chất, nhưng thay đổi đối với các chất khác nhau. Tỉ số này đặc trưng cho chất đó.

II – Khối lượng riêng, đơn vị khối lượng riêng

• 1. Định nghĩa: Khối lượng riêng của một chất cho ta biết khối lượng của một đơn vị thể tích chất đó.
• 2. Công thức tính: $$D = \frac{m}{V}$$ Trong đó:
  • $D$ là khối lượng riêng của chất.
  • $m$ là khối lượng của vật làm bằng chất đó.
  • $V$ là thể tích của vật đó.
• 3. Đơn vị khối lượng riêng:
  • Đơn vị thường dùng trong hệ SI là $kg/m^3$.
  • Ngoài ra còn dùng đơn vị $g/cm^3$ hoặc $g/mL$.
  • Quy đổi: $1 g/cm^3 = 1000 kg/m^3$; $1 g/cm^3 = 1 g/mL$.
• 4. Ý nghĩa: Khi biết khối lượng riêng của một vật, ta có thể biết vật đó được cấu tạo bằng chất gì bằng cách đối chiếu với bảng khối lượng riêng của các chất (như Bảng 13.3 trong sách).

EM ĐÃ HỌC

• Khối lượng riêng của một chất được xác định bằng khối lượng của một đơn vị thể tích chất đó: $D = m/V$.
• Đơn vị thường dùng để đo khối lượng riêng là $kg/m^3$ hoặc $g/cm^3$ hay $g/mL$.

EM CÓ THỂ (Ứng dụng thực tế chi tiết)

• Xác định vật liệu: Nếu em có một bức tượng nhỏ màu vàng, em có thể đo khối lượng và thể tích của nó để tính khối lượng riêng. Nếu kết quả ra gần bằng $19300 kg/m^3$, bức tượng đó có khả năng cao được làm bằng vàng thật.
• Tính khối lượng vật cồng kềnh: Các kỹ sư xây dựng có thể tính được khối lượng của một cột bê tông lớn hoặc một nhịp cầu khi biết thể tích thiết kế và khối lượng riêng của vật liệu để đảm bảo nền móng chịu được sức nặng đó.
• Dự tính lượng nước tiêu thụ: Em có thể tính được khối lượng nước trong một bể chứa hình hộp chữ nhật tại nhà khi biết các kích thước dài, rộng, cao của bể.

BÀI TẬP LIÊN QUAN

Câu 1: Dựa vào đại lượng nào mà người ta nói "Sắt nặng hơn nhôm"?

• Giải thích: Người ta dựa vào khối lượng riêng. Vì khối lượng riêng của sắt ($7800 kg/m^3$) lớn hơn khối lượng riêng của nhôm ($2700 kg/m^3$), nên cùng một thể tích, sắt sẽ có khối lượng lớn hơn nhôm.

Câu 2: Một khối gang hình hộp chữ nhật có các cạnh lần lượt là $2 cm, 3 cm, 5 cm$ và có khối lượng $210 g$. Hãy tính khối lượng riêng của gang?

• Giải:
  • Thể tích khối gang là: $V = 2 \cdot 3 \cdot 5 = 30 (cm^3)$.
  • Khối lượng riêng của gang là: $D = \frac{m}{V} = \frac{210}{30} = 7 (g/cm^3)$.

Câu 3: Tại sao khi đổ dầu hỏa vào nước, dầu hỏa lại nổi lên trên?

• Giải thích: Tra bảng khối lượng riêng, ta thấy dầu hỏa có khối lượng riêng khoảng $800 kg/m^3$, nhỏ hơn khối lượng riêng của nước là $1000 kg/m^3$. Do đó dầu hỏa nhẹ hơn nước trên cùng một đơn vị thể tích và nổi lên trên mặt nước.

Câu 4: Muốn đo khối lượng riêng của hòn đá cuội có hình dạng bất kì, em cần dùng những dụng cụ gì?

• Hướng dẫn: Em cần dùng cân để đo khối lượng ($m$) và bình chia độ (kèm nước) để đo thể tích ($V$) của hòn đá theo phương pháp nước dâng. Sau đó áp dụng công thức $D = m/V$.

Câu 5: Tính khối lượng của một thanh chì có thể tích $50 cm^3$? (Biết khối lượng riêng của chì là $11300 kg/m^3$).

• Hướng dẫn:
  • Đổi $D_{chì} = 11,3 g/cm^3$.
  • Khối lượng thanh chì là: $m = D \cdot V = 11,3 \cdot 50 = 565 g$.

HÌNH VẼ MINH HOẠ

--Image of: --Minh họa khối lượng của 1 cm3 các chất khác nhau Hình minh hoạ: Các khối nhôm, đồng và gỗ có cùng thể tích 1 cm3 nhưng khối lượng của chúng là khác nhau do khối lượng riêng của chúng khác nhau.