Подумайте как определить плотность дерева если у вас


Свойства древесины. Плотность древесины. Влажность древесины

  • ГДЗ
  • 1 Класс
    • Окружающий мир
  • 2 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Литература
    • Окружающий мир
  • 3 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Окружающий мир
  • 4 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Окружающий мир
  • 5 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Биология
    • История
    • География
    • Литература
    • Обществознание
    • Человек и мир
    • Технология
    • Естествознание
  • 6 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Биология
    • История
    • География
    • Литература
    • Обществознание

Плотность пород древесины: таблица, метод определения

Плотность древесины – физическое свойство, характеризующее отношение массы сухого материала к его объему. Этот показатель учитывается при перевозке, обработке и применении дерева. Плотность древесины используется при проведении физико-математических расчетов во время сортировки пиломатериалов.

Что такое плотность древесины

Единицей измерения плотности древесины является гм/см3 или кг/м3 (в системе СИ). Этот показатель определяется по формуле: р = mb/Vb. Символ m обозначает массу материала, b – параметр влажности, Vb – объем влажного вещества. Выделяют следующие виды плотности древесины:

  1. Удельный вес (условная или базисная плотность): характеризует отношение массы сухого древесинного вещества к его объему.
  2. Объемный вес (средняя плотность): определяет отношение массы структурированного физического тела во влажном состоянии к его объему.

В древесине присутствует большое количество межклеточных пространств, называемых пустотами. Древесинное вещество получается при помощи спрессовывания дерева. В результате пустоты полностью исчезают. Плотность спрессованной древесины меньше удельного веса древесинного вещества. Чем выше величина этого показателя, тем прочнее материал. Древесина с большим удельным весом труднее поддается обработке и не пропитывается антисептиками.

Измерение плотности осуществляется по следующему алгоритму:

  1. Выдержать измеряемый образец до влажности не менее 11 %.
  2. Расчет размерных характеристик и веса деревянной заготовки.
  3. На основе проведенных измерений производится расчет объема древесины. Заготовка увлажняется в дистиллированной воде в течение 3 суток, пока ее толщина не увеличится на 0,1 мм.
  4. Повторно измеряются размер и вес увлажненной древесины. На основе новых данных производится расчет максимального объема.
  5. Заготовка высушивается и повторно взвешивается. Масса сухого образца делится на максимальный объем. Результат вычислений будет являться базисной плотностью.
  6. Повторно измеряется масса сухой заготовки. На основе этих значений вычисляется удельный вес древесины.

Алгоритм вычисления данного показателя указан в ГОСТ 16483.1-84. Проводить измерения рекомендуется на заготовках в форме прямоугольной линзы. Длина основания измеряемого образца должна равняться 20 мм, ширина – 20 мм, высота – 30 мм. Грани заготовки необходимо тщательно обработать перед измерением плотности древесины.

В большинстве стран Европы, вместо плотности древесины, используется показатель прироста. Он характеризует среднюю толщину слоев роста. Этот параметр используется при расчете величины изменения объема дерева в течение некоторого промежутка времени. Главным преимущества параметра прироста является легкость расчета, что позволит снизить затраты на проведение математических измерений. Согласно мнению профессиональных специалистов, этот параметр не характеризует физические свойства древесины. Поэтому он не связан с плотностью вещества. В Российской Федерации показатель прироста используется центрами по экспертизе и стандартизации лесоматериалов.

Взаимосвязь с другими параметрами

Плотность древесины связана со следующими физическими свойствами дерева:

  1. Пористость: структура деревянных брусков имеет неоднородную структуру и состоит из большого количества пор. Чем больше пустых пространств в составе деревянной заготовки, тем меньше плотность ее материала.
  2. Вес: чем больше вес бруска, тем больше его масса. Этот показатель напрямую связан с плотностью вещества. Чем тяжелее пиломатериалы, тем они более плотные.
  3. Влажность: чем больше жидкости содержится в деревянном бруске, тем выше отношение массы материала к его объему. Этот показатель зависит от температуры окружающей среды и автоматически снижается при сушке дерева. При испарении влаги возможна механическая деформация деревянной заготовки.
  4. Абсорбция: это свойство характеризует способность дерева поглощать влагу. Чем выше впитывающая способность материала, тем выше его плотность. Если древесина поглощает большое количество жидкости, то на поверхности бруска будет присутствовать малое число пор. Степень абсорбции выше на поперечном срезе бруска, где основные поры не закрыты.
  5. Теплопроводность: характеризует способность вещества проводить тепловую энергию. Материалы с небольшой плотностью проводят тепло с меньшей интенсивностью. Это обусловлено большим количеством пор, заполненных кислородом. Они изолируют поверхность дерева от воздействия тепла. В результате материал нагревается в течение длительного промежутка времени. По этой причине в помещениях, где осуществляется термообработка материалов, используют пиломатериалы с высокой прочностью.
  6. Горючесть: чем меньше отношение массы древесины к объему, тем быстрее она воспламеняется. Это связано с большим количеством пор, заполненных жидкостью. Мягкие породы древесины горят с наибольшей интенсивностью.
  7. Прочность: при низкой плотности материал приобретает устойчивость к физическим деформациям. Крепкие бруски быстро раскалываются и изменяют свою форму при соударениях с инородными предметами.
  8. Биологические факторы: пиломатериалы с высокой плотностью материала не поддаются гниению. Это обусловлено большим количеством пор, поглощающих влагу. При выдержке материала в дистиллированной воде можно улучшить его устойчивость к воздействию биологических факторов.

Одним из главных свойств, связанных с плотностью, является твердость древесины. Она характеризует способность дерева выдерживать сильные нагрузки. Чем больше объемный вес деревянного бруска, тем больше его твердость. Мягкие породы имеют высокую теплопроводность и не подвергаются механическим деформациям. Твердая древесина воспламеняется с меньшей интенсивностью.

Твердость определяется тестом по Бринеллю. Для осуществления расчетов требуется металлический шарик диаметром 1 мм. Он вдавливается в поверхность деревянной заготовки. Проделанное отверстие измеряется при помощи линеек и штангенциркулей. Глубина измеряемой лунки является коэффициентом Бринелля, использующимся для оценки твердости материала.

При самостоятельном определении коэффициента Бринелля могут возникнуть погрешности, что приведет к неточности измерении. Поэтому для оценки устойчивости материала применяется таблица твердости разных пород древесины:

Коэффициент Бринелля пород древесины
Разновидность древесиныКоэффициент БринелляОсобенности материала и область применения
Акация7,1 кгс/мм²Произрастает в Северной Америке. Используется для изготовления паркета и мебели.
Бук3,8  кгс/мм²Растет на территории Европы, Западной Азии, Северной и Южной Америки. Бук обладает мягкой фактурой легко обрабатывается режущими инструментами.
Бамбук4,7 кгс/мм²Растет в Юго-Восточной Азии. Устойчив к высоким перепадам температур, эффективно впитывает влагу. Используется в медицине.
Берёза3,3 кгс/мм²Произрастает в Европе. Имеет низкую устойчивость к воздействию высоких температур. Применяется при производстве элементов декора.
Вишня3,6 кгс/мм²Растет в Европе, Азии и Северной Америке. Имеет ровноволокнистую структуру и легко поддается обработке.
Граб3,5 кгс/мм²Произрастает на юге России. Обладает скрученными волокнами и высокой прочностью.
Дуб3,8 кгс/мм²Растет в Европе и Северной Америке. Устойчив к механическим деформациям, имеет долгий срок эксплуатации. Используется при изготовлении дощатых полов.
Ель1,3  кгс/мм²Произрастает на территории Европы и Северной Америки. Отличается неоднородностью цвета и низкой степенью абсорбции. Применяется в строительном секторе.
Клён4,8 кгс/мм²Произрастает в Северной Америке и Европе. Склонен к образованию трещин. Применяется при изготовлении мебели.
Орех грецкий5  кгс/мм²Произрастает на территории Южной Европы, Средней Азии и Ближнего Востока. Отличается высокой влажностью и прочностью структуры. Применяется в медицине.
Ольха3,0 кгс/мм²Растет в Западной Азии. Европе и Северной Африке. Имеет тонкую структуру и поддается деформации. Применяется при производстве паркета.
Сосна1,6  кгс/мм²Растет в Европе, Северной Америке и Азии. Имеет низкую теплопроводность и не воспламеняется. По этой причине данный материал активно используется при строении помещений, где проводится термическая обработка.
Ясень4,1 кгс/мм²Произрастает в Европе. Эластичен, легко поддается механической обработке. Используется для изготовления спортивных снарядов.

Таблица твердости используется на промышленных предприятиях. Она позволяет работникам выбрать оптимальные материалы для проведения физико-математических измерений.

Зависимость от влажности

Влажность древесины является одним из главным параметров, влияющих на плотность этого материала. При наличии большого количества влаги повышается вес бруска. В результате масса заготовки увеличивается. Поэтому плотность дерева, где отсутствует влага, ниже. Влажные образцы имеют высокую прочность и твердость.

Выделяют 3 основных категории древесины по влажности:

  1. Абсолютно сухая: значение влажности составляет менее 25 %.
  2. Воздушно-сухая (полусухая): влажность составляет от 25 до 35 %.
  3. Сырая: значение влажности составляет свыше 35 %.

Влажность свежесрубленной древесины составляет не менее 50 %. Поэтому сырье подвергается естественной сушке под навесом. Эта процедура позволяет снизить количество влаги до 25 %. Для дальнейшего снижения этого показателя требуется поместить дерево в сушильные камеры. Измерение можно проводить при влажности не более 12 %.

Измерение показателя твердости

Для определения твердости используются 3 основных метода:

  1. По коэффициенту Бринелля: в поверхность бревна или бруска вбивается шарик из металлических материалов. Диаметр вставляемого предмета составляет не более 1 см. Степень нагрузки на шарик определяется по следующей формуле: F = K × D2. K – отношение массы материала к его объему, D – диаметр шарика. Глубина полученного отверстия измеряется. Для определения твердости нужно разделить длину образованной лунки и степень нагрузки на шарик.
  2. По шкале Янка: в поверхность бревна или бруска вбивается стальной шарик с диаметром 11,3 см. После этого рассчитывается сила, с которой предмет был вдавлен в поверхность древесины. Важно, чтобы шарик углубился в заготовку на 50 % своего диаметра.
  3. По шкале Роквелла: в поверхность дерева вбивается индентор, представляющий собой алмазный конус. Измеряется глубина проделанного отверстия. Полученный результат сравнивается с табличными значениями. Оценка твердости осуществляется при помощи единицы измерения HR, равной 0,0002 мм.

Основные методы расчета показателя твердости описаны в ГОСТ 16483.17-81. В справочных материалах величина этого показателя указывается в 1 кгс/мм2 = 9,81 Н/мм2.

Классификация пород деревьев по плотности

Выделяют следующие разновидности древесины по показателю плотности:

  1. Породы с малой плотностью: от 1 до 540 кг/м3.
  2. Породы со средней плотностью: от 541 до 740 кг/м3.
  3. Породы с высокой плотностью: от 750 кг/м3.

Самое большое количество деревьев с плотной древесины растет на территории Европы, Северной и Южной Америки. Наивысшей плотностью обладает бакаут (до 1300 кг/м3). Самые плотные породы древесины указаны в Государственной системе справочных данных, контролируемой Госстандартом Российской Федерации.

Табличные значения плотности древесины

В следующей таблице представлена плотность различных пород древесины:

Таблица плотности древесины
Наименование дереваПлотность кг/м3
Акация830
Бамбук870
Берёза540-700
Бук650-700
Вишня американская490-670
Вяз670-710
Граб500-820
Дуб600-930
Ель400-500
Кедр580-770
Липа320-560
Лиственница950-1020
Ольха380-640
Орех грецкий500-650
Сосна400-500
Эвкалипт690-1110
Ясень660-700
Бальса (Бальза)120-160
Пихта сибирская390-430
Секвойя410
Тополь400-500
Ива460
Сосна450-500
Красное дерево540
Конский каштан560
Каштан съедобный590
Кипарис600
Черемуха610
Сапелли620
Лещина630
Клен полевой670
Тиковое дерево670
Груша690
Афрормозия700
Свитения (махагони)700
Платан700
Жостер (крушина)710
Падук750
Тисс750
Дуссия800
Кемпас800
Слива800
Сирень800
Боярышник800
Палисандр800-1000
Пекан (кария)830
Ярра830
Мербау840
Ятоба (мареил)840
Керуинг850
Кулахи850
Мутения850
Венге900
Лапачо900
Олива900
Сандаловое дерево900
Панга-панга950
Самшит960
Лим970
Сукупира1 000
Кумару1 100
Эбеновое дерево (Хурма)1 080
Черное дерево1 160
Квебрахо1 210
Гваякум или бакаут1 280

Наименьшей плотностью обладают хвойные породы деревьев. Наибольшее отношение массы к объему наблюдается твердых лиственных и тропических деревьев. Это обусловлено климатическими условиями. Хвойные деревья произрастают в лесных зонах и тундрах, где наблюдается недостаток влаги. По этой причине масса у них ниже, чем у тропических или лиственных пород. На плотность этих пиломатериалов могут оказывать влияние следующие факторы:

  1. Коробление – искажение формы дерева в результате внутренних напряжений.
  2. Наличие масел и смол в структуре древесины.
  3. Мягкость фактуры.

Плотность свежесрубленных хвойных деревьев составляет не более 850 кг/м³. Для твердых твёрдых лиственных пород значение этого показателя составляет 1000 кг/м³. Плотность клееной древесины равна плотности неклееной. Значение этого показателя для фанеры равен отношению массы древесных шпонов к его объему.

таблица плотности разных пород деревьев. От чего зависит средняя плотность и как ее определяют? Что это такое?

Плотность древесины – это важнейшая характеристика материала, которая позволяет рассчитать нагрузку при транспортировке, обработке и использовании деревянного сырья или предметов. Данный показатель измеряется в граммах на кубический сантиметр или в килограммах на кубометр, но загвоздка кроется в том, что эти показатели нельзя считать стабильными.

Что это такое и от чего зависит?

Плотность древесины, если говорить сухим языком определений, представляет собой отношение массы материала к его объему. На первый взгляд, определить показатель не сложно, однако плотность сильно зависит от количества пор в конкретной породе дерева и его способности удерживать влагу. Поскольку вода является более плотным веществом, чем многие виды сухой древесины и, естественно, более плотным, чем пустоты между волокнами, процент ее содержания сильно сказывается на итоговом показателе.

Ввиду всего вышесказанного выделяют два показателя плотности древесины, которые близки к самому общему определению, но при этом являются более точными.

  • Удельный вес. Этот критерий также известен как базисная или условная плотность. Для замеров берут так называемое древесинное вещество – это уже не натуральный материал в первоначальном виде, а сухой блок, который спрессовывают под большим давлением для того, чтобы устранить даже пустоты. По сути, этот показатель характеризует истинную плотность деревянных волокон, но в природе, без предварительной сушки и прессовки, такой материал не встретишь. Соответственно, плотность древесины в большинстве случаев все-таки выше удельного веса.
  • Объемный вес. Этот показатель уже более приближен к реальности, потому что оценивается масса даже не сушеной, а сырой древесины. Этот метод в любом случае адекватнее, потому что в нашей стране идеально сухой древесины не может быть в принципе – высушенный материал имеет свойство вбирать в себя недостающую влагу из атмосферного воздуха, снова становясь тяжелее. Ввиду этого объемный вес принято определять для древесины с определенным, четко обозначенным уровнем влажности, который для конкретного сорта является нормальным. До такого состояния свежее вещество еще надо сушить, но при этом не ставится задача добиться нулевого уровня влажности – останавливаются на том показателе, который все равно будет обеспечен законами физики при контакте с воздухом.

Плотность древесного материала взаимосвязана с некоторыми другими физическими свойствами. Например, наличие пор означает присутствие газовых пузырьков в толще дерева – понятно, что они весят меньше, занимая тот же объем. Поэтому древесина с пористой структурой всегда имеет плотность более низкую, чем тот сорт, для которого большое количество пор не характерно.

Аналогично наблюдается взаимосвязь плотности с влажностью и температурой. Если поры материала заполняет тяжелая вода, то и сам брусок становится тяжелее, и наоборот – при сушке материал дает лишь незначительную усадку по объему, но существенно теряет в плане массы. Температура тут замешана по еще более сложной схеме – при повышении она, с одной стороны, принуждает воду расширяться, увеличивая объем заготовки, с другой – провоцирует более быстрое испарение. При этом снижение температуры ниже нуля превращает влагу в лед, который, не прибавляя в весе, несколько увеличивается в объеме. И испарение, и замерзание влаги в древесной структуре чреваты механической деформацией бруска.

Раз зашла речь о влажности, стоит уточнить, что по её уровню выделяют три категории срубленной древесины. При этом у свежесрубленного материала содержание влаги обычно составляет не менее 50%. При показателях более 35% дерево считается сырым, показатель в пределах 25-35% позволяет считать материал полусухим, понятие абсолютной сухости начинается с 25% содержания воды и меньше.

До абсолютной сухости сырье можно довести даже при естественной сушке под навесом, а вот для достижения еще более низкого содержания воды придется использовать специальные сушильные камеры. При этом проводить измерения следует с древесиной, чья влажность не превышает 12%.

Плотность также тесно связана с абсорбцией, то есть способностью древесины конкретного сорта впитывать влагу из атмосферного воздуха. Материал с высоким показателем абсорбции априори будет плотнее – просто потому, что он постоянно забирает воду из атмосферы и в нормальных условиях не может быть мало-мальски сухим.

Зная параметры плотности дерева, можно примерно судить и о его теплопроводности. Логика очень проста: если древесина не плотная, значит, в ней много воздушных пустот, и деревянное изделие будет обладать хорошими теплоизоляционными свойствами. Если воздух обладает низкой теплопроводностью, то вода – как раз наоборот. Таким образом, высокая плотность (а значит, и содержание влаги) говорит о том, что для теплоизоляции конкретный сорт дерева совершенно не годится!

В плане горючести в целом наблюдается подобная тенденция. Поры, заполненные воздухом, сами по себе гореть не могут, но процессу и не мешают, потому неплотные сорта древесины обычно горят довольно хорошо. Высокая плотность, обусловленная значительным содержанием воды, – это прямое препятствие для распространения огня.

Немного парадоксально, но менее плотные сорта древесины отличаются повышенной сопротивляемостью к деформации от удара. Причина кроется в том, что подобный материал проще сжать за счет большого количества незаполненных внутренних пустот. С плотным деревом так не получится – последует смещение тяжелых волокон, потому чаще всего заготовка от сильного удара расколется.

Наконец, плотная древесина в большинстве случаев в меньшей степени подвержена гниению. В толще такого материала просто нет свободного пространства, а влажное состояние волокон – это норма для него. Ввиду этого при обработке древесины иногда даже используют вымачивание в обыкновенной дистиллированной воде, используя это как метод защиты от воздействия нежелательных биологических факторов.

Как определяют?

Если рассматривать определение плотности древесины сугубо с точки зрения математической формулы, то массу изделия, умноженную на параметр влажности, делят на объем, также умноженный на тот же параметр. Влажностный параметр включается в формулу ввиду того, что, впитывая воду, сухое дерево имеет свойство разбухать, то есть увеличиваться в объеме. Невооруженным глазом это может быть не заметно, но для решения большинства задач важно учитывать каждый лишний миллиметр и килограмм.

Рассматривая практическую сторону измерений, отталкиваемся от того, что перед измерениями надо сначала добиться влажностного равновесия – когда из древесины путем сушки удалена лишняя вода, но при этом материал не слишком сухой и не станет тянуть влагу из воздуха. Для каждой породы рекомендуемый параметр влажности будет своим, но в целом показатель не должен падать ниже 11%.

После этого производятся необходимые первичные измерения – замеряются габариты заготовки и на основе этих данных высчитывается объем, затем опытный кусок древесины взвешивается.

Далее заготовку отмачивают в дистиллированной воде на протяжении трех суток, хотя есть и другой критерий прекращения вымачивания – надо добиться, чтобы толщина куска выросла хотя бы на 0,1 мм. Добившись требуемого результата, разбухший фрагмент опять измеряют и взвешивают, получая максимальный объем.

Следующий шаг – длительная сушка древесины, оканчивающаяся очередным взвешиванием.

Масса высушенной заготовки делится на максимальный объем, который был характерен для этого же, но разбухшего от влаги куска. В результате получается та самая базисная плотность (кг/м³) или удельный вес.

Описанные действия являются инструкцией, признанной в России на государственном уровне, – порядок операций и расчетов зафиксирован в ГОСТе 16483.1-84.

Поскольку каждый грамм и миллиметр имеют значение, стандарт регламентирует даже требования к заготовке – это пиломатериал в форме прямоугольника с длиной и шириной в 2 см при высоте 3 см. При этом для максимальной точности измерений заготовка подлежит обязательной тщательной обработке перед началом опытов. Выступы и шероховатость не должны влиять на показания.

Плотность разных пород

Из вышесказанного можно было сделать предсказуемый вывод, что процедура измерения и оценки плотности древесины – задача довольно сложная и требующая весьма точных замеров. В большинстве случаев всю сложную работу за потребителя выполняют заготовители и поставщики – на упаковках той же обрезной или паркетной доски должны быть указаны все основные свойства материала.

Дело обстоит сложнее, если человек даже заготовкой древесины различных сортов занимается сам, ведь тогда никакой информативной упаковки не будет, но тогда можно найти в интернете примерные показатели плотности для каждого сорта дерева, из которых составляются целые таблицы. Важно лишь помнить, что на влажность каждого отдельного бруска влияет множество факторов, отдельно описанных выше, а значит, в конкретном случае колебания массы весьма вероятны.

В некоторых случаях возможна другая ситуация: когда перед мастером поставлена только задача, но еще нет никакой древесины для ее реализации. Сырье предстоит закупить самостоятельно, но при этом надо сообразить, какая порода окажется наиболее эффективной.

Учитывая, что плотность сказывается на многих других практических качествах древесины, можно сразу отсеять преобладающую часть неподходящих претендентов, сориентировавшись на конкретную категорию материала. Специально для этого выделяют три основные группы сортов древесины по плотности.

Малая

Невысокая плотность практична хотя бы с той точки зрения, что легкую древесину проще заготавливать и перевозить, да и грузчики будут благодарны потребителю за выбор именно такого дерева. Согласно распространенной классификации, верхним пределом плотности для дерева малой плотности являются 540, реже 530 кг/м³.

Именно к этой категории относятся основная масса промышленных хвойных пород, таких как ели и сосны, осина и многие виды ореха, каштан и кедр, ива и липа. Вишня и ольха, в зависимости от конкретного сорта и условий, могут относиться к породам с малой и средней плотностью, причем вишня – чаще к средней. Ввиду сравнительной простоты транспортировки такая древесина стоит дешевле. Еще одним очевидным аргументом в пользу ее дешевизны и востребованности является то, что значительная часть отечественных лесов сложена именно из таких пород.

Специалисты отмечают, что деревья с малой плотностью стволов больше всего распространены именно в северных регионах. Обусловлено это тем, что регионы, в которых растут леса соответствующих пород, не всегда могут обеспечить растительному миру большое количество влаги.

Подстраиваясь под существующие условия, растения с малой плотностью древесины формируют стволы относительно невысокой влажности, что в итоге сказывается на массе.

Средняя

Древесина средней плотности – это «золотая середина» при выборе материала, которая не обладает никакими явными преимуществами, кроме того существенного момента, что у нее нет и явных недостатков. Не будучи слишком уж тяжелым, такой материал демонстрирует хорошую прочность на сжатие, не обладая явными недочетами плотных пород, вроде хорошей теплопроводности.

В категорию средней плотности входят пиломатериалы из лиственницы и березы, яблони и груши, рябины и клена, лещины и грецкого ореха, ясеня и тополя, черемухи, бука и вяза. Вишня и ольха имеют значительный разбег по показателю плотности, не позволяющий уверенно занести всех представителей породы в одну категорию – обе колеблются между малой и средней, причем ольха оказывается ближе к малой плотности. Показателями, позволяющими включить породу в категорию средней плотности, являются 540-740 кг/м³.

Как видим, это тоже весьма распространенные в наших краях породы деревьев, которые пользуются заметным спросом в различных сферах промышленности и могут похвастать высокими качествами не только в практической, но и в декоративной сфере.

Высокая

Повышенная плотность древесины может показаться недостатком ввиду того, что изделия из нее оказываются очень тяжелыми и массивными и не могут похвастать хорошими показателями теплоизоляции, да еще и раскалываются от удара.

При этом материал способен выдерживать значительные постоянные нагрузки без деформации, а также отличается сравнительно низкой горючестью и потрясающей долговечностью. Помимо прочего, такая древесина еще и сравнительно мало подвержена гниению.

Для попадания в категорию плотных пород нужна плотность древесины на уровне хотя бы 740 кг/м³. Из распространенных сортов древесины в первую очередь вспоминаются дуб и акация, а также граб и самшит. Сюда же следует отнести некоторые породы, не растущие в наших широтах, например, фисташковые и железные деревья.

Обратите внимание: почти все перечисленные породы относятся к категории дорогих и престижных. Даже их весьма существенный вес не препятствует тому, чтобы некоторые сорта материала везли из другого полушария, что лишь еще больше сказывается на стоимости.

Вывод отсюда только один: при всех своих недостатках такая древесина обладает рядом преимуществ, которые стоят того, чтобы щедро заплатить.

От чего зависит плотность древесины и как ее узнать :: SYL.ru

Древесину можно назвать одним из старейших материалов, использующихся в строительстве. Испокон веков человек сооружал себе жилье из веток и палок. С тех пор прогресс шагнул далеко вперед, но древесина, как и прежде, остается одним из наиболее распространенных строительных материалов.

Ее экологичность и простота обработки привлекают строителей по всему миру. Но теперь это не ветки, а пиломатериал, получаемый промышленным способом. Поэтому в настоящее время его техническим свойствам уделяется большое внимание, в том числе измеряется плотность древесины. Конечно, это только одна из характеристик, но именно она зачастую является особенно важной.

Что такое плотность материала

Синонимом этого термина является объемный вес, то есть масса сырья, поделенная на единицу объема. А значит, плотность древесины или любого другого вещества – это количество материала в кубическом сантиметре или метре материала. В зависимости от того, какие единицы измерения были приняты при расчете, получают разные значения объемного веса – г/см3 или кг/м3. Оба эти варианта являются верными.

Далеко не все материалы являются однородными по своей структуре. Конечно, сплавы металлов или пластики сразу создаются с определенными техническими характеристиками. Что же касается природных материалов, в том числе древесины, их плотность зависит от многих факторов и может различаться даже в отдельных частях одного образца. Эта особенность также влияет на качество материала – чем равномернее плотность древесины, тем ценнее порода.

Плотность древесного вещества

По мере роста дерево потребляет из окружающей среды влагу, кислород и другие питательные вещества. Конечно, они не пропадают бесследно. Если присмотреться к срубу дерева, можно заметить, что оно не состоит только из так называемого древесного вещества. При ближайшем рассмотрении можно увидеть поры, по которым циркулируют жизненные соки растения. Кроме того, влажность свежеспиленного дерева обычно составляет около 60-80 %, а это значит, что в составе его древесины имеется также вода.

Плотность чистого древесного вещества – это масса единицы объема материала, образующего стенки клеток. Иными словами – удельная плотность. Для большинства пород ее значение составляет примерно 1,53 г/см3. Плотность воды, для сравнения, – 1 г/см3.

Как рассчитать плотность

Единица измерения объемного веса подсказывает нам, как решить эту задачу. Нужно лишь знать вес образца и его объем, который, как известно, вычисляется перемножением длин сторон объекта.

Наиболее простым примером станет определение плотности абсолютно сухого материала, то есть древесины, в которой полностью отсутствует вода. Формула в данном случае максимально проста:

плотность = масса/объем.

Предположим, что кубический метр абсолютно сухой древесины неизвестного происхождения весит 600 кг. Это значит, что ее плотность составит 600/1 = 600 кг/м3. Эта достаточно простая формула не учитывает дополнительные характеристики материала, такие как влажность. Она не подходит для расчета плотности свежеспиленного дерева. Также стоит отметить, что абсолютно сухая древесина не существует в природе, а создается методом промышленной сушки при высоких температурах.

От чего зависит плотность

По объемному весу различные породы делятся на три категории:

  • с высокой;
  • со средней;
  • с низкой плотностью.

К первому типу относятся дуб, граб, береза и некоторые другие лиственные деревья. Для второй категории характерная средняя плотность древесины. Примерами являются лиственница, вяз, клен, рябина, орех и т.д. Плотность хвойной древесины считается наименьшей, поэтому она относится к третьей категории. Это ель, сосна и кедр. Такое разграничение говорит нам о том, что на объемный вес древесины влияет порода дерева.

Плотность материала может также отличаться в зависимости от климатического района, в котором произрастало дерево. Чем суше климат, тем выше будет объемный вес древесины. Возраст дерева, пористость материала и его влажность также влияют на плотность древесины. Наибольший вес имеет взрослое, увлажненное дерево с наименьшим количеством пор.

Лиственные породы

Мы уже выяснили, что порода дерева влияет на плотность древесины. Таблица ниже включает точные значения объемного веса при различной влажности материала – от 15 до 100 %. Такой подход позволяет наиболее полно оценить изменение плотности древесины в различных условиях.

Порода дерева

Влажность древесины, %

15

30

60

100

Свежеспиленное дерево, среднее значение

Лиственница

670

710

880

1100

940

Тополь

460

500

610

760

700

Бук

680

720

890

1100

960

Вяз

660

710

880

1100

940

Дуб

700

760

930

1160

990

Граб

810

860

1060

1330

1060

Липа

500

540

660

830

760

Ольха

530

570

700

880

810

Клен

700

760

930

1160

870

Ясень обыкновенный

690

740

920

1150

960

Береза

640

680

840

1050

870

Осина

500

540

660

830

760

Хвойные породы

Как мы уже выяснили, такие деревья относятся к последней категории, поскольку являются наиболее рыхлыми по своей структуре.

Порода дерева

Влажность древесины, %

15

30

60

100

Свежеспиленное дерево, среднее значение

Ель обыкновенная

450

490

600

750

740

Пихта сибирская

380

410

510

630

680

Сосна обыкновенная

510

550

680

850

820

Пихта кавказская

440

480

580

730

720

Сосна кедровая

440

480

580

730

760

Благодаря приведенным данным легко можно определить плотность древесины. Таблица наглядно показывает, как меняется объемный вес в зависимости от влажности материала.

Знания о том, как различаются по плотности породы дерева, как влажность и район произрастания влияют на объемный вес древесины, могут пригодиться не только профессиональным строителям или народным умельцам. Они будут полезны и тем, кто покупает мебель из массива, планирует возведение пристройки к дому или кровельные работы. От характеристик материала напрямую зависит его качество и долговечность, а от чего зависит плотность пород древесины, вы теперь знаете.

Плотность древесины — ликбез от Лесопилки Юркова

Плотность древесины – одна из самых значимых ее физических характеристик, которая во многом определяет пригодность породы к тем или иным работам. Каждый плотник, столяр, токарь и резчик по дереву замечал разницу между липой и ясенем, а также то, как его инструмент справляется с ними. Опытные мастера, только покрутив в руках деревяшку, могут предположить, как она будет гнуться, стоит ли браться за ее обработку ручными резцами и какие нагрузки сможет выдержать получившееся изделие. На все это влияет плотность, но что это за показатель такой, и как он определяется?

Что такое плотность древесины?

Древесиной высокой плотности называют породы, структура волокон которых тесно сжата – то есть концентрация древесных клеток на квадратный сантиметр бруска выше, чем у менее плотной породы. Плотная древесина, как забитый людьми автобус – сопротивляется любому движению внутри, поэтому с ней сложнее работать. Чтобы прогнозировать податливость деревяшки до того, как она сточит под корень режущую кромку инструмента, нужно уметь определять ее плотность.

Некоторые бруски, вопреки привычным представлениям о древесине, стремительно тонут в воде. Кстати, это один из способов определения плотности — погружение в воду, но мы не советуем этим увлекаться, так как есть и менее радикальные методы. Все-таки, дерево не очень любит влажность.

На уроках физики нам рассказывали, что плотность – это соотношение массы тела к его объему. Если взвесить деревянный брусок, и получившееся значение разделить на перемноженные между собой величины его сторон, мы узнаем его плотность. Получается, что, сделав тоже самое с идентичным по размеру бруском другой породы, мы определим, какое дерево плотнее. Но не все так просто.

Древесина – крайне неоднородный материал. Она состоит из волокон древесного вещества и сети пустот разных размеров, которые формируются под влиянием множества факторов. По этим пустотам, как по каналам, разносятся вода и минералы, впитываемые корнями из земли.

Присмотритесь к этому торцевому сечению дуба — годичные кольца идут волнами и на разном расстоянии друг от друга, поры то тут, то там срастаются в сплошную линию, да еще и сердцевинные лучи идут с нарушенной геометрией. Очевидно, что это неоднородная масса:

В зависимости от условий, которые оказывали воздействие в момент нарастания волокон, даже находящиеся рядом части одного дерева могут быть в разной мере испещрены проводящими каналами. В сухой древесине они более или менее опустошены либо наполнены неиспаряемыми маслами, поэтому чем их больше, тем меньше масса бруска, а значит, тем меньше его плотность. Отличия могут быть значительными даже у образцов из одного дерева, что уж говорить о разных деревьях одной породы, которые росли в разных условиях? Эталона не существует, поэтому показатели довольно приблизительны и могут заметно варьироваться.

Раз уж мы упомянули сухую древесину, следует оговориться, что мы рассматриваем только материал, высушенный до влажности около 12%, чтобы не учитывать воду, которой все равно не останется в заготовке, пригодной к работе.

Итак, чем меньше в древесине пор в соотношении с древесным веществом, тем большую она имеет плотность. Хоть в мербау, например, пористость с торцевой стороны можно увидеть невооруженным глазом, а липа на первый взгляд кажется однородной, волокна первой породы туго стянуты друг с другом, в то время как структура липы рыхлая, с большим количеством воздуха в крошечных зазорах. Поэтому плотность не всегда определяется визуально, и она зависит не только от количества пор, но и от связки волокон между собой.

Слева на фото торцевой срез липы, справа — мербау. Хоть величина каналов у мербау значительно больше, липа полностью усыпана ими, что снижает ее плотность. К тому же, в порах мербау попадаются следы кремнезема и масел, которые увеличивают ее вес и, соответственно, удельную плотность:

На что влияет плотность древесины?

Мы уже упомянули, что более плотные породы сложнее обрабатываются, особенно ручными инструментами. Даже металл постепенно сдается после попыток разорвать структурные связи древесных волокон, поэтому режущую кромку приходится так часто затачивать. На это также влияет твердость, которая имеет прямую взаимосвязь с плотностью.

Твердые и плотные породы уместно обрабатывать инструментами с электроприводом (бормашинками, граверами), чтобы значительно ускорить и упростить процесс

Более твердые породы лучше выдерживают нагрузки и сопротивляются повреждениям, однако, как правило, хуже сгибаются и менее упругие.

Твердость определяется разными методами, самые распространенные из которых – это тесты Бринелля, Роквелла, Монин и Янка. Суть их сводится к вдавливанию предмета из металла или других прочных материалов в поверхность доски и высчитыванию коэффициента из размера образовавшейся лунки или силы, которая была приложена для этой манипуляции. Не важно каким из методов определена твердость, главное при сравнении пород ориентироваться на показатели одного и того же тестирования. Впрочем, каноничных значений все равно быть не может, так как невозможно получить абсолютно идентичные по структуре бруски, поэтому всегда есть некоторая погрешность и отличающиеся данные в разных источниках. Также важно понимать, что измерения тангенциального, радиального и торцевого куска дерева дадут разные показатели.

Так выглядит аппарат для проведения теста Янка:

Плотность древесины также влияет на ее способность к впитыванию. Рыхлый и пористый брусок стремительно впитывает влагу из воздуха и разбухает, но зато и лучше принимает защитные масла и пропитки.

Почему у разных пород древесины разная плотность?

Такова воля природы. Деревья растут и в жаркой пустыне, и в прохладных болотах, и в любых условиях стараются выжить. В средней полосе, где только зимой или в ветреную погоду приходится нелегко, растения имеют доступ к изобилию питательных веществ в увлажненной, умеренно теплой и вполне удобренной почве. Дерево, ни в чем себе не отказывая, насыщается через корни, камбий быстро разрастается, а волокна наполняются влагой. После сушки такая древесина сильно теряет в весе и, соответственно, в плотности.

Растениям в сложных климатических условиях приходится накапливать жизненно необходимые вещества внутри волокон. Они учатся вырабатывать масла, которые защищают их от засухи и насекомых. Постоянный дефицит и стресс делает деревья не только запасливыми, но и медленно растущими. Минимальное нарастание камбия в течение года делает годичные кольца практически неразличимыми, а недостаток влаги ведет к появлению масел в волокнах, которые не испаряются после усушки.

Промасленность некоторых пород чувствуется пальцами, а иногда и визуально — наприме, если обработать поверхность бруска растворителем:

Разные породы древесины зародились и прижились там, где смогли приспособиться к условиям, и растут в тесной взаимосвязи с окружающей флорой и фауной. Деревья улавливают любые изменения среды, отвечая на них адаптацией в самой структуре, поэтому даже внутри породы, семейства, рода и вида растения могут сильно отличаться друг от друга. В том числе и по плотности.

Эти породы произрастают на одном континенте в похожих погодных условиях, однако под микроскопом их структура сильно отличается:

Таблица плотности разных пород древесины

Для любителей чисел и сравнений мы сделали табличку с показателями плотности тех пород, которые встречаются у нас в ассортименте. Для наглядности писок отсортирован от большего к меньшему – от древесины, по тяжести сравнимой с камнем, до той, из которой делают невесомые поплавки.

Все показатели намеренно усреднены и не гарантируют, что купленный вами брусок им соответствует. Ведь, как мы уже говорили, дерево – живой и неоднородный материал, который не вписывается в строгие рамки и характеристики.


 

Таблица плотности дерева (кг/м3): сосна, липа, осина

Крайне нестабильной является величина, определяющая плотность дерева. Она может измеряться в широком диапазоне даже для одного сорта или состава древесины в зависимости от определенных факторов. Обычно, когда указывается объемный вес древесины, то подразумеваются обобщенные цифры. Нередко эмпирический результат способен отличаться от справочных данных.

Базовые понятия

В физике есть понятие, при котором удельный вес древесины рассчитывается с пустотами и без них, как для объемного цельного физического объекта. Вещество, входящее в состав дерева, практически не зависит от разных пород. Справочники используют расчетное значение 1,54 г/см3. Таким образом в 1 м3 плотно сжатого вещества без оставления пустот будет 1540 кг материала.

Плотность дерева определяется по формуле, известной еще со школьного курса физики

Если определять плотность дерева с учетом пористости, то здесь помогает знание удельного веса. На условный объем в данном случае не оказывает влияние коэффициент усушки, и он не нуждается в перерасчете с включением влажности 10-17%. Подход помогает не усложнять расчет, а получать цельный результат во время сверки нескольких разных образцов.

Классификатор пород

Необходимо знать, что плотности древесины различных пород значительно разнятся между собой по значениям.

Традиционно принято делить заготовляемые объемы на три условных группы по плотности:

  • Малая – ниже 530 кг/м3. К данной группе деревьев относится много промышленных хвойных пород, например, ель, сосны, кедровые сорта, все сорта лип и ив, а также посевной каштан, подавляющее большинство осиновых сортов, белый и серый орехи.

Ангарская сосна хотя и считается эталонной по твердости, на самом деле относится к неплотным породам древесины

  • Средняя – не более 740. Группе соответствует плотность березы сухой повислой, всех разновидностей лиственницы, популярные сорта груши, бука и вяза. Обязательно стоит включить сорта лещины, кленов известных разновидностей, рябины, хурмы и яблонь разных сортов. Не будет список полным без грецкого ореха и обыкновенного ясеня.

Показатель удельной плотности березы повислой относится к средней группе

  • Плотная – от 740 и далее. Плотность дров данной группы является востребованной для прочных долговечных конструкций. Не зря сюда причисляют железное дерево, самшитовое и фисташковое. Список окажется неполным без белой акации, граба и каштанолистного дуба.

Изготовленные из дуба мебель, напольные покрытия выдерживают многолетнюю эксплуатацию

Для справки стоит знать, что популярная таблица плотности древесины различных регионов включает такие экзотические материалы как бальса, которая обладает весьма уникальным значением в 0,15 г/см3. Это в 4 раза меньше сопоставимого объема высушенной березы. Если сравнивать с елью, которая 2,5 раза тяжелее, то структура экваториальной экзотики также выигрывает.

Противоположными характеристиками обладает бакаут. Кубометр такого материала отклонит стрелку весов на 1,3 т. Медленнорастущее дерево произрастает на Кубе, Гаити, Гондурасе. Материал достаточно трудно обрабатывается за счет имеющейся в структуре смолы. Из него делают кегли, шары для боулинга и даже подшипники.

ВИДЕО: Характеристики основных лиственных и хвойных пород древесины

Взаимосвязь фактуры со свойствами

Доказано, что плотность древесины зависит от того, сколько внутри ее структуры сохраняется жидкости. В первую очередь вода повышает массу выбранного объема, а во вторую очередь она стимулирует набухание клеточных стенок, что приводит к расширению объема. Это приводит к тому, что средняя плотность древесины определяется при полном отсутствии жидкости или при определенном ее процентном содержании.

Найти значение у максимально высушенных заготовок вряд ли удастся, так как они будут при любом удобном случае поглощать влагу из атмосферы. В классическом варианте замеры осуществляются при достижении определенного равновесного состояния.

Физические расчеты иногда включают базовое значение. Оно является отношением массы полностью сухой заготовки к возможно максимальному объему в набухающем состоянии. Последнее характерно для заготовок, только что спиленных, в которых буквально недавно происходило сокодвижение, или длительное время находившихся в воде заготовках.

Плотность, пористость и проницаемость древесины

На значение оказывает влияние среда произрастания. В отечественных широтах встречаются чаще всего растения, значение плотности сухой древесины у которых варьируется в пределах 350-920 кг/куб.м. Например, плотность сосны, как и плотность осины,попадает в среднюю часть интервала, так как составляет около 500 единиц. Если брать плотность дуба, то она ближе к верхнему порогу в зависимости от степени насыщенности влагой составляет 700-750 кг/куб.м.

Структура дерева зависит от проницаемости жидкостями и газами под давлением. Эта особенность оказывается под влиянием системы сообщающихся клеточных полостей. Сухая клеточная стенка обладает низкой пористостью. Ее составляющие обычно находятся в стеклообразном состоянии.

Характеристика популярных сортов древесины

Таблица плотности популярных сортов древесины

Помимо сухой статистики, приведем краткое описание некоторых пород дерева для понимания природы определения плотности.

Лиственница

Лиственница

Заготовки из этого материала достаточно прочные и долговечные. По своей твердости она сопоставима с дубом. Коробление в малой степени оказывает влияние на лиственницу, поэтому ее нередко используют в качестве строительного и отделочного материала.

Кедр

Кедр

Все сорта кедровых деревьев обладают схожей по цвету древесиной. В ее структуре присутствует большое количество масел и смол, которые придают заготовкам характерный приятный запах. В срезе явно заметны годичные кольца, так как присутствует заметный контраст в зонах ранней и поздней древесине. Традиционно волокна располагаются прямо, а характерной чертой образования рисунка является наличие кармашков врастания коры.

Мореный дуб

Мореный дуб

Это много лет назад затонувшие леса, которые без доступа кислорода упрочнились на дне водохранилищ. Отличается неповторимой цветовой гаммой и долговечностью при эксплуатации.

Осина

Осина

Мягкая, но одновременно плотная фактура отлично обрабатывается металлическим инструментом. Благодаря такой податливости она легко распиливается, фрезеруется, лущится. Также легко склеить отдельные элементы между собой. Недостаток материала в том, что он трудно полируется.

Липа

Липа

Светлая на продольном и поперечном срезе древесина имеет легкий коричневатый или красноватый оттенок. Хорошо обрабатывается. Редкими считаются заготовки с зеленоватым тоном.

Ольха

Ольха

Свежесрезанная заготовка быстро темнеет, приобретая желтоватый или оранжевый цвет. После обработки олифой или маслом получается равномерный тон, отличающий ее от остальных пород. Доска содержит сердцевинные повторения как черточки.

ВИДЕО: Как учитывать свойства древесины в изделиях

Плотность воды | Глава 3: Плотность

Тебе это нравится? Не это нравится? Пожалуйста, уделите время и поделитесь с нами своим мнением. Благодаря!

Урок 3.3

Ключевые понятия

  • Жидкости, как и твердые тела, имеют собственную характеристическую плотность.
  • Объем жидкости можно измерить непосредственно с помощью градуированного цилиндра.
  • Молекулы разных жидкостей имеют разный размер и массу.
  • Масса и размер молекул в жидкости, а также то, насколько плотно они упакованы вместе, определяют плотность жидкости.
  • Так же, как и твердое тело, плотность жидкости равна массе жидкости, деленной на ее объем; D = м / об.
  • Плотность воды 1 грамм на кубический сантиметр.
  • Плотность вещества одинакова независимо от размера образца.

Сводка

Учащиеся измеряют объем и массу воды, чтобы определить ее плотность. Затем они измеряют массу разных объемов воды и обнаруживают, что плотность всегда одинакова. Ученики составляют график зависимости между объемом и массой воды.

Объектив

Ученики смогут измерять объем и массу воды и рассчитывать ее плотность. Студенты смогут объяснить, что, поскольку любой объем воды всегда имеет одинаковую плотность при заданной температуре, эта плотность является характерным свойством воды.

Оценка

Загрузите лист активности учащегося и раздайте по одному учащемуся, если это указано в упражнении. Лист упражнений будет служить компонентом «Оценить» каждого плана урока 5-E.

Безопасность

Убедитесь, что вы и ваши ученики носите правильно подогнанные очки.

материалов для каждой группы

  • Градуированный цилиндр, 100 мл
  • Вода
  • Весы с граммом (с точностью до 100 г)
  • Капельница

Материалы для демонстрации

  • Вода
  • Два одинаковых ведра или большие емкости
  1. Проведите демонстрацию, чтобы представить идею плотности воды.

    Материалы

    • Вода
    • Два одинаковых ведра или большие емкости

    Подготовка учителей

    Наполните одно ведро наполовину и добавьте примерно 1 стакан воды в другое.

    Процедура

    • Выберите ученика, который поднимет оба ведра с водой.
    • Спросите студента-добровольца, какое ведро имеет большую массу.

    Ожидаемые результаты

    Ведро с большим количеством воды имеет большую массу.

    Спросите студентов:

    В уроках 3.1 - Что такое плотность? и 3.2 - Метод вытеснения воды, вы нашли плотность твердых тел, измерив их массу и объем. Как вы думаете, жидкость, такая как вода, может иметь плотность?
    Студенты должны понимать, что вода имеет объем и массу. Поскольку D = m / v, вода также должна иметь плотность.
    Как вы думаете, можно определить плотность жидкости, такой как вода?
    Ожидается, что на данный момент студенты не смогут полностью ответить на этот вопрос.Это сделано как начало расследования. Но студенты могут понять, что сначала им нужно каким-то образом определить массу и объем воды.
    Может ли и небольшое, и большое количество воды, которое поднимает ваш одноклассник, иметь одинаковую плотность?
    Студенты могут указать, что ведро с большим количеством воды имеет большую массу, но больший объем. Ковш с меньшей массой имеет меньший объем. Таким образом, возможно, что разное количество воды может иметь одинаковую плотность.

    Раздайте каждому учащемуся рабочий лист.

    Учащиеся записывают свои наблюдения и отвечают на вопросы о задании в листе действий. «Объясни это с помощью атомов и молекул» и «Возьми это». Дальнейшие разделы рабочего листа будут заполнены либо в классе, либо в группах, либо индивидуально в зависимости от ваших инструкций. Посмотрите на версию листа с заданиями для учителя, чтобы найти вопросы и ответы.

  2. Обсудите со студентами, как найти объем и массу воды.

    Сообщите студентам, что они попытаются найти плотность воды.

    Спросите студентов:

    Какие две вещи вам нужно знать, чтобы определить плотность воды?
    Студенты должны понимать, что им нужен объем и масса пробы воды, чтобы определить ее плотность.
    Как можно измерить объем воды?
    Предложите учащимся использовать мерный цилиндр для измерения объема в миллилитрах.Напомните учащимся, что каждый миллилитр равен 1 см 3 .
    Как можно измерить массу воды?
    Предложите учащимся использовать весы для измерения массы в граммах. Скажите студентам, что они могут набрать массу, взвесив воду. Однако, поскольку вода - это жидкость, она должна быть в каком-то контейнере. Таким образом, чтобы взвесить воду, они должны взвесить и контейнер. Объясните ученикам, что им придется вычесть массу пустого градуированного цилиндра из массы цилиндра и воды, чтобы получить массу только воды.
  3. Попросите учащихся найти массу различных объемов воды, чтобы показать, что плотность воды не зависит от размера образца.

    Вопрос для расследования

    Имеет ли разное количество воды одинаковую плотность?

    Материалы для каждой группы

    • Градуированный цилиндр, 100 мл
    • Вода
    • Весы с граммом (с точностью до 100 г)
    • Капельница

    Процедура

    1. Найдите массу пустого градуированного цилиндра.Запишите массу в граммах в таблице на рабочем столе.
    2. Налейте 100 мл воды в мерный цилиндр. Постарайтесь быть максимально точными, убедившись, что мениск находится прямо на отметке 100 мл. Используйте пипетку, чтобы добавить или удалить небольшое количество воды.

    3. Взвесьте мерный цилиндр с водой. Запишите массу в граммах.
    4. Найдите массу только воды, вычтя массу пустого градуированного цилиндра.Запишите в таблицу массу 100 мл воды.
    5. Используйте массу и объем воды для расчета плотности. Запишите в таблице плотность в г / см 3 .
    6. Слейте воду, пока в мерный цилиндр не будет 50 мл воды. Если вы случайно вылили слишком много воды, добавляйте воду, пока не дойдете до 50 мл.
    7. Найдите массу 50 мл воды. Запишите массу в листе деятельности. Рассчитайте и запишите плотность.

    8. Затем слейте воду, пока в мерном цилиндре не будет 25 мл воды. Найдите массу 25 мл воды и запишите ее в таблицу. Рассчитайте и запишите плотность.
    Таблица 1. Определение плотности различных объемов воды.
    Объем воды 100 миллилитров 50 миллилитров 25 миллилитров
    Масса мерного цилиндра + вода (г)
    Масса пустого градуированного цилиндра (г)
    Масса воды (г)
    Плотность воды (г / см 3 )

    Ожидаемые результаты

    Плотность воды должна быть близка к 1 г / см 3 .Это верно для 100, 50 или 25 мл.

    Спросите студентов:

    Посмотрите на свои значения плотности на диаграмме. Кажется ли, что плотность разных объемов воды примерно одинакова?
    Помогите учащимся увидеть, что большинство различных значений плотности составляют около 1 г / см 3 . Они могут удивиться, почему их значения не равны 1 г / см 3 . Одной из причин могут быть неточности в измерениях. Другая причина в том, что плотность воды зависит от температуры.Вода наиболее плотная при 4 ° C и при этой температуре имеет плотность 1 г / см 3 . При комнатной температуре около 20–25 ° C плотность составляет около 0,99 г / см 3 .
    Какова плотность воды в г / см3?
    Ответы учащихся могут быть разными, но обычно их значения должны составлять около 1 г / см. 3 .
  4. Попросите учащихся построить график своих результатов.

    Помогите учащимся составить график данных из их листа деятельности.Ось X должна быть объемом, а ось Y - массой.

    Когда ученики наносят на график свои данные, должна быть прямая линия, показывающая, что по мере увеличения объема масса увеличивается на ту же величину.

  5. Обсудите наблюдения, данные и графики учащихся.

    Спросите студентов:

    Используйте свой график, чтобы найти массу 40 мл воды. Какова плотность этого объема воды?
    Масса 40 мл воды 40 грамм.Поскольку D = m / v и mL = cm 3 , плотность воды составляет 1 г / см 3 .
    Выберите объем от 1 до 100 мл. Используйте свой график, чтобы найти массу. Какова плотность этого объема воды?
    Вне зависимости от того, весят ли ученики 100, 50, 25 мл или любое другое количество, плотность воды всегда будет 1 г / см 3 .

    Скажите студентам, что плотность - это характерное свойство вещества. Это означает, что плотность вещества одинакова независимо от размера образца.

    Спросите студентов:

    Является ли плотность характерным свойством воды? Откуда вы знаете?
    Плотность - характерное свойство воды, потому что плотность любого образца воды (при одинаковой температуре) всегда одинакова. Плотность 1 г / см 3 .
  6. Объясните, почему плотность воды любого размера всегда одинакова.

.Алгоритм

- Как я могу рассчитать среднюю плотность точек на карте для определенного региона?

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
.

Определение относительной плотности - MEL Chemistry

Плотность воды часто используется для расчета относительной плотности. [Викимедиа]

Плотность - это физическая величина, равная отношению массы вещества к его объему. Это значение измеряется в г / см³ [кг / м³].

ρ = м / В.

Часто при определении плотности водных растворов для стандартной плотности используется плотность чистой воды, которая при нормальных условиях приблизительно равна 1 г / см³.Для удобства расчета часто используется относительная плотность вещества.

через GIPHY

Относительная плотность

Относительная плотность - это величина, определяемая как отношение плотности исследуемого вещества к плотности вещества, выбранного в качестве «стандарта» в данном случае. Относительная плотность - безразмерная величина, так как при ее определении одно значение плотности делится на другое. Учитывается не только изменение числового значения параметра, но и изменение его размерности - если размерность делится сама на себя, она полностью уменьшается:

d = P / P₀ (плотность данного вещества - Р, плотность стандартного вещества - Р).

Условия могут быть указаны после d. Например, d²⁰₄ означает, что плотность была рассчитана при 20 C (68 ᵒF), и что плотность воды при 4 ᵒC (39,2 F) была принята за стандарт.

Щелкните здесь, чтобы провести интересные эксперименты с водой.

В случае воды обычно не видно принципиальных различий между плотностью вещества и его относительной плотностью, поскольку плотность воды округляется до 1.Наличие или отсутствие измерения ценности помогает нам точно определить, какое значение определяется - относительное или нет.

[Викимедиа]

Иногда относительную плотность также определяют для газов по аналогичному принципу:

Dₐᵢᵣ = Mᵣ (газ) / Mᵣ ₐᵢᵣ (плотность газа по воздуху определяется как отношение относительной молекулярной массы газа к относительной молекулярной массе воздуха, которая всегда равна 29 ).Вместо воздуха в качестве стандарта можно использовать любой другой газ.

Что может повлиять на значение плотности

Значение относительной, так же как и обычной плотности, не является постоянным значением даже для одних и тех же веществ. В зависимости от температуры окружающей среды значение может увеличиваться или уменьшаться (зависимость плотности необходимого вещества от атмосферных условий может быть найдена из справочных таблиц или определена приборами в серии экспериментов с различными условиями).

Например, при 20 ᵒC (68 ᵒF) плотность дистиллированной воды составляет 998,203 кг / м³, а при 4 ᵒC (39,2 F) - 999,973 соответственно. При точном определении относительной плотности эти различия могут повлиять на конечный результат.

Пикнометр [Викимедиа]

Как измерить относительную плотность

Относительную плотность при той же температуре можно измерить пикнометром - сначала его взвешивают пустым, затем стандартным веществом (например, дистиллятом), а затем исследуемым веществом.В некоторых случаях для определения относительной плотности используется ареометр, но точность результатов ниже.

Примеры расчетов

Если плотности двух веществ задаются при решении задачи, чтобы найти относительную плотность, определенную плотность просто нужно разделить на стандарт. Например, если плотность раствора соляной кислоты составляет 1,150 кг / м³, а стандартная плотность серной кислоты составляет около 1.800 кг / м³, тогда плотность соляной кислоты , деленной на серную кислоту, составит:

3D-структура серной кислоты [Викимедиа]

d = P / P₀ = 1150/1800 = 0,64.

Для газов используется молекулярная масса. Таким образом, плотность хлора Cl₂, разделенного на воздух, составляет:

Dₐᵢᵣ = Mᵣ (Cl₂) / Mᵣ ₐᵢᵣ = 71/29 = 2,45.

Хлор [Викимедиа]

На практике расчеты относительной плотности часто используются для упрощенных оценок.

.Плотность

— Раковина и поплавок для жидкостей | Глава 3: Плотность

Ключевые понятия

  • Поскольку плотность является характеристическим свойством вещества, каждая жидкость имеет свою характеристическую плотность.
  • Плотность жидкости определяет, будет ли она плавать или тонуть в другой жидкости.
  • Жидкость будет плавать, если она будет менее плотной, чем жидкость, в которую она помещена.
  • Жидкость тонет, если она более плотная, чем жидкость, в которую она помещена.

Сводка

Учащиеся увидят три бытовых жидкости, сложенные друг на друга, и придут к выводу, что их плотность должна быть разной. Они предсказывают относительную плотность жидкостей, а затем измеряют их объем и массу, чтобы увидеть, совпадают ли их расчеты с их наблюдениями и прогнозами.

Цель

Учащиеся смогут определить, будет ли жидкость тонуть или плавать в воде, сравнивая ее плотность с плотностью воды.

Оценка

Загрузите лист активности учащегося и раздайте по одному учащемуся, если это указано в упражнении. Лист упражнений будет служить компонентом «Оценить» каждого плана урока 5-E.

Безопасность

Убедитесь, что вы и ваши ученики носите правильно подогнанные очки. При использовании изопропилового спирта прочтите и соблюдайте все предупреждения на этикетке. Изопропиловый спирт легко воспламеняется. Держите его подальше от источников огня или искр.

материалов для каждой группы

  • Остаток
  • Изопропиловый спирт 70% или выше
  • Вода
  • Цилиндр градуированный
  • 2 одинаковых высоких прозрачных пластиковых стакана
  • 2 чайные свечи

Материалы для демонстрации

  • Остаток
  • Изопропиловый спирт 70% или выше
  • Вода
  • Цилиндр градуированный
  • 2 одинаковых высоких прозрачных пластиковых стакана
  • 2 чайные свечи

Примечания к материалам

Изопропиловый спирт

Демонстрации и упражнения лучше всего работают с 91% раствором изопропилового спирта, который доступен во многих продуктовых магазинах и аптеках.Если вы не можете найти 91% раствор, подойдет 70%, но ваша свеча может в нем не утонуть. Если это произойдет, не проводите демонстрацию. Хотя раствор изопропилового спирта состоит из 91% спирта и 9% воды, вы можете не обращать внимания на небольшое количество воды для целей этого урока.

Весы

Простые весы - это все, что требуется для второй демонстрации. Один из самых дешевых - это весы для начальной школы Delta Education (21 дюйм), продукт № WW020-0452 (21 дюйм). Студенты могут использовать уменьшенную версию тех же весов, Delta Education, Primary Balance (12 дюймов), продукт № WW020-0452.

.

ответов по истории черепахи

История черепахи

Если вы вернетесь достаточно далеко, все обитало в море. На разных этапах эволюционной истории предприимчивые особи из множества различных групп животных переезжали на сушу, иногда даже в самые выжженные пустыни, унося с собой свою собственную морскую воду с кровью и клеточными жидкостями. Помимо рептилий, птиц, млекопитающих и насекомых, которых мы видим вокруг себя, другие группы, добившиеся успеха вне воды, включают скорпионов, улиток, ракообразных, таких как мокрицы и наземные крабы, многоножки и многоножки, пауки и различные черви.И мы не должны забывать о растениях, без предварительного вторжения которых на сушу ни одна из других миграций не могла бы произойти.

Перемещение из воды в сушу потребовало серьезного изменения всех аспектов жизни, включая дыхание и размножение. Тем не менее, значительное количество жизнеспособных наземных животных позже развернулось, бросило с трудом заработанную наземную переделку и снова вернулось в воду. Уплотнения вернулись лишь частично. Они показывают нам, какими могли быть промежуточные звенья на пути к крайним случаям, таким как киты и дюгони.Киты (включая маленьких китов, которых мы называем дельфинами) и дюгони, со своими близкими родственниками ламантинами, полностью перестали быть наземными существами и вернулись к полностью морским привычкам

года.

их далекие предки. Они даже не выходят на берег размножаться. Тем не менее, они все еще дышат воздухом, поскольку у них никогда не было ничего подобного жабрам их более раннего морского воплощения. Черепахи вернулись в море очень давно и, как и все вернувшиеся в воду позвоночные, дышат воздухом.Однако в одном отношении они менее полно возвращаются воде, чем киты или дюгони, поскольку черепахи все еще откладывают яйца на пляжах.

Есть свидетельства того, что все современные черепахи произошли от земного предка, который жил до появления большинства динозавров. Есть две ключевые окаменелости, называемые Proganochelys quenstedti и Palaeochersis talampayensis, датируемые ранними временами динозавров, которые, по-видимому, близки к предкам всех современных черепах и черепах. Вы можете задаться вопросом, как мы можем определить, жили ли ископаемые животные на суше или в воде, особенно если найдены только фрагменты.Иногда это очевидно. Ихтиозавры были рептилиями, современниками динозавров, с плавниками и обтекаемыми телами. Окаменелости похожи на дельфинов, и они наверняка жили в воде, как дельфины. С черепахами все немного менее очевидно. Один из способов узнать это - измерить кости передних конечностей.

Уолтер Джойс и Жак Готье из Йельского университета провели три измерения этих конкретных костей 71 вида живых черепах и черепах. Они использовали своего рода треугольную миллиметровку, чтобы нанести три измерения друг на друга.Все виды наземных черепах образовывали плотную группу точек в верхней части треугольника; все водные черепахи группируются в нижней части треугольного графика. Не было никакого совпадения, за исключением случаев, когда были добавлены некоторые виды, которые проводят время как в воде, так и на суше. Разумеется, эти земноводные появляются на треугольном графике примерно на полпути между «мокрым скоплением» морских черепах и «сухим скоплением» наземных черепах. Следующим шагом было определение места падения окаменелостей.Кости P quenstedti и JR talampayensis не оставляют сомнений. Их точки на графике находятся прямо в гуще сухого кластера. Обе эти окаменелости были черепахами суши. Они происходят из эпохи до того, как наши черепахи вернулись в воду.

Следовательно, вы можете подумать, что современные сухопутные черепахи, вероятно, оставались на суше с тех ранних времен, как и большинство млекопитающих после того, как некоторые из них вернулись в море. Но, видимо, нет. Если вы нарисуете генеалогическое древо всех современных черепах и черепах, почти все ветви будут водными.Сегодняшние наземные черепахи представляют собой единую ветвь, глубоко вложенную между ветвями, состоящими из водных черепах. Это говорит о том, что современные наземные черепахи не оставались на суше постоянно со времен P. quenstedti и P talampayensis. Скорее, их предки были среди тех, кто вернулся в воду, а затем они снова вышли на сушу (относительно) в более позднее время.

Таким образом,

черепах представляют собой замечательную двойную прибыль. Как и все млекопитающие, рептилии и птицы, их далекие предки были морскими рыбами, а до этого различные более или менее похожие на червя существа, восходящие к первобытным бактериям, еще находившимся в море.Более поздние предки жили на суше и оставались там в течение очень большого количества поколений. Более поздние предки эволюционировали обратно в воду и стали морскими черепахами. И, наконец, они снова вернулись на землю в виде черепах, некоторые из которых теперь живут в самой засушливой из пустынь.

Вопросы 5-7

Соответствуют ли следующие утверждения информации, приведенной в Отрывке для чтения?

В ячейках 5-7 на листе ответов напишите

ИСТИННО , если заявление соответствует информации

ЛОЖЬ , если утверждение противоречит информации

НЕ ДАЕТ если нет информации по этому

5 ДАННЫЕ ТРУДНОСТИ Черепахи были среди первой группы животных, которые мигрировали обратно в море.
Ответ: НЕ ДАЕТ

6 НЕПРАВИЛЬНОСТЬ ДАННЫХ Всегда трудно определить, где жило животное, когда его

.

ответов для Second Nature - практический тест по чтению IELTS

Вторая натура

Ваша личность не обязательно высечена на камне. Немного поэкспериментировав, люди могут изменить свой темперамент и привнести в свою жизнь страсть, оптимизм, радость и смелость

A Психологи долгое время считали, что характер человека не может претерпеть каких-либо значимых изменений и что ключевые черты личности определяются в очень молодом возрасте.Однако исследователи начали более внимательно изучать способы изменения . Позитивные психологи выделили 24 качества, которыми мы восхищаемся, например, верность и доброту, и изучают их, чтобы выяснить, почему они так естественны для некоторых людей. Они обнаруживают, что многие из этих качеств сводятся к привычному поведению, которое определяет то, как мы реагируем на мир. Хорошая новость в том, что всему этому можно научиться.

Некоторые качества развить легче, чем другие, и оптимизм - одно из них.Однако развитие качеств требует овладения рядом разнообразных, а иногда и удивительных навыков. Например, чтобы привнести в свою жизнь больше радости и страсти, вы должны быть открыты для переживания отрицательных эмоций. Воспитание таких качеств поможет вам полностью реализовать свой потенциал.

B «Имеются убедительные доказательства того, что большинство черт личности можно изменить», - говорит Кристофер Петерсон , профессор психологии Мичиганского университета, который приводит себя в пример.По своей природе интроверт, он рано осознал, что как академик его сдержанность в лекционном зале окажется катастрофической . Так он научился быть более общительным и развлекать уроки. «Теперь мое экстравертное поведение спонтанно, - говорит он.

C Дэвид Файгенбаум должен был сделать аналогичный переход. Он готовился к университету, когда попал в аварию, положившую конец его спортивной карьере. В кампусе он быстро обнаружил, что, помимо обычных консультаций, в университете нет услуг для студентов, которые проходили физическую реабилитацию и страдали от депрессии, как он.Поэтому он создал группу поддержки, чтобы помогать другим в подобных ситуациях. Он предпринял действия, несмотря на собственную боль - типичный ответ оптимиста.

D Сюзанна Сегерстром , профессор психологии Университета Кентукки, считает, что ключ к росту оптимизма лежит в развитии оптимистичного поведения, а не позитивного мышления. Она рекомендует научиться обращать внимание на удачу, записывая три положительных момента, которые происходят каждый день.Это поможет вам убедить себя в том, что благоприятные результаты случаются постоянно, и вам будет легче начать действовать.

E Вы можете узнать человека, который увлечен своим делом, по тому, как он так сильно вовлечен в него. Страсть Тани Стритер - фридайвинг - спорт погружений глубоко в воду без баллонов или другого дыхательного оборудования. Начиная с 1998 года, она установила девять мировых рекордов и может задерживать дыхание на шесть минут. Физическая выносливость, необходимая для этого вида спорта, высока, но психологические требования еще более непосильные.Стритер научилась распутывать свои страхи, исходя из суждений о том, на что способны ее тело и разум. «В моей карьере соревновательного фридайвера был предел тому, что я мог делать, но это было далеко не так, как я думал, - говорит она.

F Занятие, которое увлекает, может улучшить жизнь любого человека. Секрет о потреблении страстей, хотя, по словам психолога Пола Silvia из Университета Северной Каролины, является то, что «они требуют дисциплины, трудолюбия и способности, поэтому они так награждения.Психолог Тодд Кашдан дает такой совет тем, кто начинает новую страсть: «Как новичок, вы также должны терпеть и смеяться над своим собственным невежеством. Вы должны быть готовы принять негативные чувства, которые встречаются на вашем пути », - говорит он.

G В 2004 году ученый-врач Мауро Заппатерра начал свою докторскую диссертацию в Гарвардской медицинской школе. К сожалению, он был несчастен, так как его исследования несовместимы с его любопытством к исцелению. Наконец он сделал перерыв, и за восемь месяцев в Санта-Фе Заппатерра узнал об альтернативных методах исцеления, которым не учат в Гарварде.Вернувшись, он сменил лабораторию, чтобы изучить, как спинномозговая жидкость питает развивающуюся нервную систему. Он также пообещал искать радость во всем, включая неудачи, поскольку это может помочь ему узнать больше о своих исследованиях и о себе самом.

Одна вещь, которая может сдерживать радость, - это концентрация человека на избегании неудач, а не на стремлении сделать что-то хорошо. «Сосредоточение внимания на безопасности может помешать вам в достижении ваших целей», - объясняет Кашдан. Например, вы надеетесь провести деловой ланч, не поставив себя в неловкое положение, или думаете о том, насколько увлекательным может быть разговор?

H Обычно мы думаем о смелости в физических терминах, но обычная жизнь требует чего-то другого.Для исполнительного директора по маркетингу Кеннета Педелеоса это означало выступать против того, что он считал этически неправильным. Новый менеджер запугивал сотрудников, поэтому Педелеоз тщательно записывал каждый случай издевательств и в конце концов передавал доказательства старшему директору, зная, что его собственная безопасность работы будет под угрозой. В конце концов, уходил менеджер. По словам Синтии Пьюри , психолога из Университета Клемсона, история Педелеоза доказывает, что смелость мотивируется не бесстрашием, а моральными обязательствами.Пьюри также считает, что люди могут обрести смелость. Многие из ее учеников сказали, что, столкнувшись с опасной ситуацией, они сначала пытались успокоиться, а затем искали способ уменьшить опасность, точно так же, как это сделал Педелеоз, задокументировав свои утверждения.

В долгосрочной перспективе приобретение новой черты характера может помочь вам стать тем человеком, которым вы хотите быть. А в краткосрочной перспективе усилия могут оказаться на удивление полезными, своего рода внутренним приключением.

Вопросы 1-5

Выберите НЕ БОЛЕЕ ДВУХ СЛОВ из отрывка для каждого ответа.

Запишите свои ответы в графы 1-5 на листе для ответов.

.

Смотрите также

Сайт о Бане - проект, посвященный строительству, эксплуатации и уходу за русской баней. Большой сборник статей, который может быть полезен любому любителю бани

Содержание, карта сайта.