8వ తరగతి AP SCERT (Class 8) / 8వ తరగతి సైన్స్ – భౌతికశాస్త్రం (Class 8 Physical Science – Semester 1)

ద్రావణాలు (Solutions)

ద్రావణాలు, ద్రావితం-ద్రావణి, సంతృప్త ద్రావణం, ద్రావణీయత, సాంద్రత, ద్రవ్యరాశి-ఘనపరిమాణం కొలత – పరీక్షల కోణంలో.

11 notes 60 questions

Start reading Practice

Notes in this chapter

  1. 1ఏకరీతి, అసమరీతి మిశ్రమాలు – ద్రావణం అంటే ఏమిటి? (Uniform and Non-uniform Mixtures)Read notePractice 4
  2. 2ద్రావితం, ద్రావణి, ద్రావణం – రకాలు (Solute, Solvent and Solution)Read notePractice 9
  3. 3సంతృప్త, అసంతృప్త ద్రావణాలు; గాఢత; ద్రావణీయత (Saturated, Unsaturated, Concentration, Solubility)Read notePractice 8
  4. 4ద్రావణీయతపై ఉష్ణోగ్రత ప్రభావం – ఘనాలు, వాయువులు (Effect of Temperature on Solubility)Read notePractice 6
  5. 5సాంద్రత అంటే ఏమిటి? – సూత్రం, ప్రమాణాలు (Density – Formula and Units)Read notePractice 6
  6. 6ద్రవ్యరాశి, ఘనపరిమాణం కొలత – త్రాసు, కొలిచే సిలిండర్, మెనిస్కస్ (Measuring Mass and Volume)Read notePractice 5
  7. 7సాంద్రత గణన – సాపేక్ష సాంద్రత, క్రమరహిత ఘనాల ఘనపరిమాణం (Density Calculations and Relative Density)Read notePractice 6
  8. 8సాంద్రతపై ఉష్ణోగ్రత, పీడనాల ప్రభావం – మంచు తేలడం (Effect of Temperature and Pressure on Density)Read notePractice 7
  9. 9కొలిచే సిలిండర్ – అతి చిన్న రీడింగ్, సరైన ఎంపిక, మెనిస్కస్ రీడింగ్ (Measuring Cylinder in Practice)Read notePractice 3
  10. 10ఘనాల ఘనపరిమాణం – ప్రయోగాలు, సాంద్రత ఉదాహరణలు, వ్యాయామ ప్రశ్నలు (Volume of Solids – Activities and Examples)Read notePractice 3
  11. 11అధ్యాయ సారాంశం – ప్రయోగ ఫలితాలు, కీలక పదాలు (Chapter Snapshot and Keywords)Read notePractice 3
By ExamBadi

1. ఏకరీతి, అసమరీతి మిశ్రమాలు – ద్రావణం అంటే ఏమిటి? (Uniform and Non-uniform Mixtures)

రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పదార్థాలను కలిపితే మిశ్రమం (Mixture) ఏర్పడుతుంది.

ఆ మిశ్రమంలో భాగాలు అంతటా సమానంగా పంపిణీ అయి ఉంటే అది ఏకరీతి మిశ్రమం (Uniform / Homogeneous mixture); సమానంగా లేకపోతే అసమరీతి మిశ్రమం (Non-uniform / Heterogeneous mixture). ఏకరీతి మిశ్రమాలనే ద్రావణాలు (Solutions) అంటారు.

ముఖ్య విషయాలు

  • ఏకరీతి మిశ్రమం:
    1. భాగాలు సమానంగా కలిసిపోతాయి
    2. ఏ భాగమూ విడిగా కనిపించదు. మిశ్రమంలో ఏ చోట నుంచి తీసుకున్నా ఒకే రుచి, ఒకే లక్షణాలు ఉంటాయి.
  • ఉదాహరణలు: ఉప్పు నీరు, చక్కెర నీరు, గాలి, మిశ్రమ లోహం (Alloy).
  • అసమరీతి మిశ్రమం:
    1. భాగాలు సమానంగా పంపిణీ కావు
    2. భాగాలను కంటితో లేదా భూతద్దంతో విడిగా చూడవచ్చు.
  • ఉదాహరణలు: సలాడ్, నూనె–నీరు మిశ్రమం, ఇసుక–నీరు, రంపపు పొట్టు–నీరు, సుద్దముక్క పొడి–నీరు.
  • ద్రావణం (Solution): ఏకరీతి మిశ్రమానికే ద్రావణం అని పేరు. ఉప్పు లేదా చక్కెరను నీటిలో కలిపితే ద్రావణం ఏర్పడుతుంది.
  • ORS ఉదాహరణ: చక్కెర, ఉప్పు, నీరు కలిపి చేసే ఓరల్ రీహైడ్రేషన్ ద్రావణం (ORS) ఏకరీతి మిశ్రమం. అందుకే ప్రతి గుటకలోనూ ఒకే రుచి ఉంటుంది. నిర్జలీకరణం (Dehydration) చికిత్సలో దీనిని వాడతారు.
  • అసమరీతి మిశ్రమాల్లో తేడా: రంపపు పొట్టు నీటిపై తేలుతుంది, ఇసుక అడుగుకు చేరుతుంది. ఇలా కొన్ని భాగాలు తేలుతాయి, కొన్ని మునుగుతాయి – దీనికి కారణం సాంద్రత (Density).

సులభమైన ఉదాహరణ

ఒక గ్లాసు నీటిలో చక్కెర కలిపి కలియబెడితే చక్కెర కనపడకుండా కలిసిపోతుంది – ఇది ఏకరీతి మిశ్రమం (ద్రావణం). అదే గ్లాసులో ఇసుక వేస్తే అడుగున కనపడుతూ ఉంటుంది – ఇది అసమరీతి మిశ్రమం.

మిశ్రమాల రకాలు: ఏకరీతి (ద్రావణం) మరియు అసమరీతి మిశ్రమాల ఉదాహరణలు
మిశ్రమాల రకాలు: ఏకరీతి (ద్రావణం) మరియు అసమరీతి మిశ్రమాల ఉదాహరణలు
Practice this topicNext: ద్రావితం, ద్రావణి, ద్రావణం – రకాలు (Solute, Solvent and Solution)

2. ద్రావితం, ద్రావణి, ద్రావణం – రకాలు (Solute, Solvent and Solution)

ద్రావణం ఏర్పడినప్పుడు అందులో ఉండే భాగాలకు పేర్లు ఉన్నాయి. కరిగే పదార్థాన్ని ద్రావితం (Solute) అని, కరిగించే పదార్థాన్ని ద్రావణి (Solvent) అని అంటారు. ఈ రెండూ కలిసి ద్రావణం ఏర్పడుతుంది: ద్రావితం + ద్రావణి = ద్రావణం.

ముఖ్య విషయాలు

  • ఘనం ద్రవంలో కరిగితే: ఘన భాగం ద్రావితం, ద్రవ భాగం ద్రావణి. ఉదా: ఉప్పు నీటిలో – ఉప్పు ద్రావితం, నీరు ద్రావణి.
  • రెండు ద్రవాలు కలిస్తే: ఏది ఏ దాన్ని కరిగిస్తోందో స్పష్టంగా తెలియదు. అప్పుడు తక్కువ పరిమాణంలో ఉన్న పదార్థం ద్రావితం, ఎక్కువ పరిమాణంలో ఉన్నది ద్రావణి.
  • వాయు ద్రావణం: వాయువులు కూడా ద్రావణం ఏర్పరుస్తాయి. గాలి ఒక వాయు ద్రావణం (Gaseous solution).
  • గాలిలో నైట్రోజన్ ఎక్కువగా ఉంటుంది కాబట్టి అది ద్రావణి.
  • ఆక్సిజన్, ఆర్గాన్, కార్బన్ డయాక్సైడ్ మొదలైన వాయువులు ద్రావితాలు.
  • ఘన ద్రావణం: ఇత్తడి (Brass) – జింక్ ద్రావితం, రాగి (Copper) ద్రావణి. ఇది ఘన ద్రావణానికి ఉదాహరణ.
  • ద్రవ ద్రావణం: ఉప్పు నీరు – ద్రవ ద్రావణం.
  • నీరు మంచి ద్రావణి: చక్కెర, ఉప్పు నీటిలో కరుగుతాయి. ఔషధ తయారీలో నీటిని ద్రావణిగా విస్తృతంగా వాడతారు.
  • చాష్ని (గులాబ్ జామూన్ పాకం): ఇందులో ఎక్కువ చక్కెర (ఘనం) కొద్ది నీటిలో కరిగి ఉంటుంది. అయినా నీరే ద్రావణి, చక్కెరే ద్రావితం – ఘనం ఎక్కువైనా కరిగే ఘనమే ద్రావితం.

సులభమైన ఉదాహరణ

టీలో చక్కెర కలిపినప్పుడు చక్కెర ద్రావితం, టీ (నీరు) ద్రావణి, తీపి టీ ద్రావణం.

భారతీయ వారసత్వం ఆయుర్వేదం, సిద్ధ వంటి సంప్రదాయ వైద్య విధానాల్లో ఔషధ తయారీకి నీటిని ప్రధాన ద్రావణిగా వాడారు. మూలికల హైడ్రో–ఆల్కహాలిక్ సారాలు, నూనెలు, నెయ్యి, పాలు కూడా ద్రావణులుగా వాడినట్లు ఈ విధానాలు పేర్కొంటాయి.

ఘన, ద్రవ, వాయు ద్రావణాల్లో ద్రావితం, ద్రావణి
ఘన, ద్రవ, వాయు ద్రావణాల్లో ద్రావితం, ద్రావణి
Practice this topicNext: సంతృప్త, అసంతృప్త ద్రావణాలు; గాఢత; ద్రావణీయత (Saturated, Unsaturated, Concentration, Solubility)

3. సంతృప్త, అసంతృప్త ద్రావణాలు; గాఢత; ద్రావణీయత (Saturated, Unsaturated, Concentration, Solubility)

నిర్ణీత పరిమాణంలోని నీరు ఎంత ఉప్పునైనా కరిగించలేదు. ఒక దశ తర్వాత ఉప్పు కరగక అడుగున మిగిలిపోతుంది. ఈ పరిమితి ఆధారంగా ద్రావణాలను అసంతృప్త, సంతృప్త ద్రావణాలుగా విభజిస్తారు.

ముఖ్య విషయాలు

  • అసంతృప్త ద్రావణం (Unsaturated solution): ఇచ్చిన ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఇంకా ద్రావితాన్ని కరిగించగలిగే ద్రావణం.
  • సంతృప్త ద్రావణం (Saturated solution): ఇచ్చిన ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఇక ఏ మాత్రం ద్రావితం కరగని ద్రావణం. ద్రావితం కరగక అడుగున చేరడం మొదలవుతుంది.
  • "ఆ ఉష్ణోగ్రత వద్ద" అనే షరతు ముఖ్యం. ఉష్ణోగ్రత పెంచితే సంతృప్త ద్రావణం అసంతృప్త ద్రావణంలా ప్రవర్తిస్తుంది.
  • గాఢత (Concentration): నిర్ణీత పరిమాణం ద్రావణం (లేదా ద్రావణి)లో ఉన్న ద్రావిత పరిమాణం.
  • విలీన ద్రావణం (Dilute solution): ద్రావితం తక్కువగా ఉన్నది.
  • గాఢ ద్రావణం (Concentrated solution): ద్రావితం ఎక్కువగా ఉన్నది.
  • విలీన, గాఢ అనేవి సాపేక్ష పదాలు (relative terms). ఒక చెంచా ఉప్పు ద్రావణం, రెండు చెంచాల ద్రావణంతో పోలిస్తే విలీనం.
  • ద్రావణీయత (Solubility): ఒక ఉష్ణోగ్రత వద్ద నిర్ణీత పరిమాణం ద్రావణి (పాఠ్యపుస్తకంలో 100 mL)లో కరిగే ద్రావిత గరిష్ఠ పరిమాణం.
  • గాఢత పోలిక: 100 mL నీటిలో 2 చెంచాల ఉప్పు కంటే 50 mL నీటిలో 4 చెంచాల ఉప్పు ద్రావణం ఎక్కువ గాఢమైనది, ఎందుకంటే తక్కువ నీటిలో ఎక్కువ ఉప్పు ఉంది.

ప్రయోగ ఫలితం గ్లాసు నీటిలో చెంచా చెంచాగా ఉప్పు కలుపుతూ ఉంటే మొదట అన్నీ కరుగుతాయి (అసంతృప్తం). కొన్ని చెంచాల తర్వాత ఉప్పు కరగక అడుగున చేరుతుంది (సంతృప్తం). అంటే నీటి కరిగించే సామర్థ్యానికి హద్దు ఉంది.

అసంతృప్త, సంతృప్త ద్రావణాలు మరియు వేడి చేసినప్పుడు మార్పు
అసంతృప్త, సంతృప్త ద్రావణాలు మరియు వేడి చేసినప్పుడు మార్పు
Practice this topicNext: ద్రావణీయతపై ఉష్ణోగ్రత ప్రభావం – ఘనాలు, వాయువులు (Effect of Temperature on Solubility)

4. ద్రావణీయతపై ఉష్ణోగ్రత ప్రభావం – ఘనాలు, వాయువులు (Effect of Temperature on Solubility)

ఉష్ణోగ్రత మారితే ద్రావణీయత మారుతుంది. అయితే ఘనాలు, వాయువుల విషయంలో ఫలితం వేర్వేరుగా ఉంటుంది. ఈ తేడా పరీక్షల్లో తరచూ అడుగుతారు.

ముఖ్య విషయాలు

  • ఘనాల ద్రావణీయత: చాలా పదార్థాలకు ఉష్ణోగ్రత పెరిగితే ద్రావణీయత పెరుగుతుంది.
  • బేకింగ్ సోడా (సోడియం హైడ్రోజన్ కార్బొనేట్) ప్రయోగం: 25 °C వద్ద కొంత కరిగి, మిగిలినది అడుగున ఉంటుంది. 50 °C కు వేడి చేస్తే అది కరుగుతుంది. 70 °C వద్ద ఇంకా ఎక్కువ కరుగుతుంది.
  • 70 °C నీరు > 50 °C నీరు > 25 °C నీరు అనే క్రమంలో బేకింగ్ సోడా ఎక్కువ కరుగుతుంది.
  • వాయువుల ద్రావణీయత: ఉష్ణోగ్రత పెరిగితే సాధారణంగా తగ్గుతుంది.
  • చల్లని నీటిలో ఆక్సిజన్ ఎక్కువ కరుగుతుంది
  • నీరు వేడెక్కితే ఆక్సిజన్ ద్రావణీయత తగ్గుతుంది.
  • నీటిలో ఆక్సిజన్ చాలా తక్కువ మోతాదులో కరుగుతుంది. అయినా ఈ కరిగిన ఆక్సిజనే చేపలు, మొక్కలు సహా జలచరాలన్నింటినీ బతికిస్తుంది.
  • వాయువులు నీటిలో సమానంగా కరిగి ఏకరీతి మిశ్రమం (ద్రావణం) ఏర్పడుతుంది.
  • నీటిలో కరిగే వాయువులకు ఉదాహరణలు: కార్బన్ డయాక్సైడ్, అమ్మోనియా, క్లోరిన్ (పాఠ్యపుస్తకంలోని ఈ జాబితాలో నైట్రోజన్ కూడా ఉంది).

భారతీయ శాస్త్రవేత్త – అసీమా చటర్జీ ఔషధ మొక్కల నుంచి సమ్మేళనాలను వేరు చేయడానికి ద్రావణాలను విస్తృతంగా వాడారు. మూర్ఛ (anti-epileptic), మలేరియా నిరోధక ఔషధాల అభివృద్ధికి ప్రసిద్ధి.

జానకి అమ్మాళ్ తర్వాత సైన్స్‌లో డాక్టరేట్ (DSc) పొందిన రెండవ భారతీయ మహిళ. శాంతి స్వరూప్ భట్నాగర్ అవార్డు (రసాయన శాస్త్రం) పొందిన మొదటి మహిళ; పద్మభూషణ్ గ్రహీత కూడా.

ఉష్ణోగ్రతతో ఘనాలు, వాయువుల ద్రావణీయత మార్పు
ఉష్ణోగ్రతతో ఘనాలు, వాయువుల ద్రావణీయత మార్పు
Practice this topicNext: సాంద్రత అంటే ఏమిటి? – సూత్రం, ప్రమాణాలు (Density – Formula and Units)

5. సాంద్రత అంటే ఏమిటి? – సూత్రం, ప్రమాణాలు (Density – Formula and Units)

కొన్ని వస్తువులు నీటిలో తేలుతాయి, కొన్ని మునుగుతాయి. ఇనుప కడ్డీ, అదే పరిమాణం ఉన్న కర్ర ముక్క కంటే బరువుగా అనిపిస్తుంది. పదార్థం "బరువుదనాన్ని" తెలిపే ఈ ధర్మమే సాంద్రత (Density).

ముఖ్య విషయాలు

  • నిర్వచనం: ఒక పదార్థంలో ప్రమాణ ఘనపరిమాణంలో ఉన్న ద్రవ్యరాశి (mass per unit volume).
  • సూత్రం: సాంద్రత = ద్రవ్యరాశి ÷ ఘనపరిమాణం (Density = Mass / Volume).
  • పదార్థం (Matter): ద్రవ్యరాశి కలిగి, స్థలాన్ని (ఘనపరిమాణం) ఆక్రమించేది.
  • ప్రమాణాలు:
    1. SI ప్రమాణం: కిలోగ్రామ్ / ఘనపు మీటర్ (kg/m³).
    2. ద్రవాలకు సౌలభ్యం కోసం: గ్రామ్ / మిల్లీలీటర్ (g/mL), గ్రామ్ / ఘనపు సెంటీమీటర్ (g/cm³).
    3. మార్పిడి: 1 kg/m³ = 1 g/L = 1 g/1000 mL = 1 g/1000 cm³.
  • నీటి ద్రవ్యరాశి:
    1. గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద 1 mL నీటి ద్రవ్యరాశి దాదాపు 1 g. కాబట్టి 10 mL నీరు ≈ 10 g
    2. 100 mL నీరు ≈ 100 g.
  • సాంద్రత దేనిపై ఆధారపడదు: వస్తువు ఆకారం, పరిమాణంపై ఆధారపడదు. ఉష్ణోగ్రత, పీడనంపై ఆధారపడుతుంది.
  • తేలడం – మునగడం: ద్రవం కంటే తేలికైన వస్తువులు తేలుతాయి, బరువైనవి మునుగుతాయి అని సాధారణంగా భావిస్తాం. అయితే తేలడం లేదా మునగడం నిర్ణయించే ఏకైక కారకం సాంద్రత మాత్రమే కాదు.
  • ఉదాహరణలు: బియ్యం కడిగినప్పుడు పొట్టు తేలి, బియ్యం అడుగుకు చేరుతుంది. నూనె నీటిపై తేలుతుంది.

సులభమైన ఉదాహరణ

జనం కిక్కిరిసిన బస్సు అధిక సాంద్రతకు, కొద్దిమందే ఉన్న బస్సు తక్కువ సాంద్రతకు ఉదాహరణ. చెట్లు దగ్గరదగ్గరగా ఉండే దట్టమైన అడవి కూడా అలాంటిదే.

Practice this topicNext: ద్రవ్యరాశి, ఘనపరిమాణం కొలత – త్రాసు, కొలిచే సిలిండర్, మెనిస్కస్ (Measuring Mass and Volume)

6. ద్రవ్యరాశి, ఘనపరిమాణం కొలత – త్రాసు, కొలిచే సిలిండర్, మెనిస్కస్ (Measuring Mass and Volume)

సాంద్రతను కనుగొనాలంటే ద్రవ్యరాశి, ఘనపరిమాణం రెండూ కొలవాలి. ఇందుకు వాడే పరికరాలు, పద్ధతులు ఈ అంశంలో ఉన్నాయి.

ముఖ్య విషయాలు

  • ద్రవ్యరాశి (Mass): వస్తువులో ఉన్న పదార్థ పరిమాణం. పరికరం: త్రాసు (balance). ప్రమాణాలు: గ్రామ్ (g), కిలోగ్రామ్ (kg).
  • డిజిటల్ త్రాసు వాడే విధానం:
    1. త్రాసును ఆన్ చేసి రీడింగ్ సున్నా ఉందో చూడాలి; లేకపోతే టేర్ (tare) / రీసెట్ బటన్ నొక్కి సున్నా చేయాలి.
    2. శుభ్రమైన పొడి వాచ్ గ్లాస్ లేదా బటర్ పేపర్ ఉంచి మళ్లీ టేర్ చేసి, వస్తువును దానిపై ఉంచాలి.
    3. ద్రవం ద్రవ్యరాశికి వాచ్ గ్లాస్ బదులు బీకర్ వాడతారు.
  • ద్రవ్యరాశి – బరువు తేడా: ద్రవ్యరాశి అంటే పదార్థ పరిమాణం (g, kg). బరువు అంటే భూమి వస్తువును తనవైపు ఆకర్షించే బలం (న్యూటన్ – N).
  • రెండు పళ్ళాల త్రాసు (two-pan balance) తప్ప చాలా త్రాసులు నిజానికి బరువునే కొలుస్తాయి, కానీ స్కేలు ద్రవ్యరాశి ప్రమాణాల్లో గుర్తించి ఉంటుంది.
  • ఘనపరిమాణం (Volume):
    1. వస్తువు ఆక్రమించిన స్థలం. SI ప్రమాణం ఘనపు మీటర్ (m³). చిన్న వస్తువులకు dm³ లేదా cm³ (cc). ద్రవాలకు లీటర్ (L) = 1 dm³
    2. మిల్లీలీటర్ (mL) = 1 cm³.
  • కొలిచే సిలిండర్ (Measuring cylinder): ద్రవ ఘనపరిమాణం కొలిచే సన్నని, పొడవైన పారదర్శక పాత్ర. 5, 10, 25, 50, 100, 250 mL మొదలైన పరిమాణాల్లో దొరుకుతుంది.
  • అతి చిన్న రీడింగ్:
    1. 10 లేదా 25 mL సిలిండర్లో 0.1 mL
    2. 100 mL లో 1 mL
    3. 250 mL లో 2 mL
    4. 500 mL లో 5 mL.
  • 70 mL కొలవడానికి 100 mL సిలిండర్ ఉత్తమం: 50 mL సిలిండర్ రెండు సార్లు వాడాలి, 250/500 mL సిలిండర్ ఖచ్చితత్వం తగ్గిస్తుంది.
  • మెనిస్కస్ (Meniscus): సిలిండర్‌లో నీటి ఉపరితలం వంపుగా ఉంటుంది. నీరు, రంగు లేని ద్రవాలకు మెనిస్కస్ అడుగు భాగం వద్ద, రంగు ద్రవాలకు పై భాగం వద్ద రీడింగ్ తీసుకోవాలి. కన్ను ఆ మట్టానికి సమానంగా ఉండాలి.
Practice this topicNext: సాంద్రత గణన – సాపేక్ష సాంద్రత, క్రమరహిత ఘనాల ఘనపరిమాణం (Density Calculations and Relative Density)

7. సాంద్రత గణన – సాపేక్ష సాంద్రత, క్రమరహిత ఘనాల ఘనపరిమాణం (Density Calculations and Relative Density)

సాంద్రతను కనుగొనడానికి ద్రవ్యరాశి, ఘనపరిమాణం తెలిస్తే చాలు. క్రమమైన ఆకారం ఉన్న ఘనాల ఘనపరిమాణం సూత్రంతో, క్రమరహిత ఆకారం ఉన్న వాటిది స్థానభ్రంశ పద్ధతి (Displacement method) ద్వారా తెలుస్తుంది.

ముఖ్య విషయాలు

  • క్రమమైన (ఘనచతురస్ర) వస్తువు ఘనపరిమాణం: పొడవు × వెడల్పు × ఎత్తు (l × w × h). ఉదా: 25 cm × 18 cm × 2 cm = 900 cm³ (పుస్తకం).
  • క్రమరహిత ఘనం (రాయి వంటిది): స్థానభ్రంశ పద్ధతి.
  • కొలిచే సిలిండర్‌లో కొంత నీరు తీసుకుని ఆరంభ ఘనపరిమాణం (A) నమోదు చేయాలి.
  • దారం కట్టిన రాయిని నెమ్మదిగా దించితే నీటి మట్టం పెరుగుతుంది
  • తుది ఘనపరిమాణం (B).
  • వస్తువు ఘనపరిమాణం = B – A. mL లో వచ్చిన విలువను ఘనపదార్థానికి cm³ గా రాయవచ్చు.
  • ఉదాహరణ గణన: రాయి ద్రవ్యరాశి 16.400 g, ఘనపరిమాణం 5 cm³ అయితే సాంద్రత = 16.400 / 5 = 3.28 g/cm³.
  • సాపేక్ష సాంద్రత (Relative density): పదార్థ సాంద్రత ÷ అదే ఉష్ణోగ్రత వద్ద నీటి సాంద్రత. దీనికి ప్రమాణాలు లేవు.
  • అల్యూమినియం బ్లాక్:
    1. 27 g, 10 cm³ → సాంద్రత 2.7 g/cm³
    2. నీటి కంటే 2.7 రెట్లు ఎక్కువ, సాపేక్ష సాంద్రత 2.7.
  • ఇతర గణనలు: ద్రవ్యరాశి 2 kg, ఘనపరిమాణం 20 cm³ ఉన్న పెట్టె సాంద్రత = 2000 g / 20 cm³ = 100 g/cm³ (ప్రమాణాలను ఒకే రకంగా మార్చుకోవాలి).
  • ద్రవ్యరాశి 400 g, ఘనపరిమాణం 40 cm³ → సాంద్రత 10 g/cm³.
  • ద్రవ్యరాశి 225 g, ఘనపరిమాణం 90 cm³ → 2.5 g/cm³
  • నీటి సాంద్రత (1 g/cm³) కంటే ఎక్కువ కాబట్టి మునుగుతుంది.
  • నూనె ప్యాకెట్: 1 లీటర్ (1000 mL) నెయ్యి/నూనె ప్యాకెట్‌పై బరువు 910 g అని ఉంటే, సాంద్రత 0.91 g/mL – నీటి కంటే తక్కువ, అందుకే నూనె నీటిపై తేలుతుంది.
Practice this topicNext: సాంద్రతపై ఉష్ణోగ్రత, పీడనాల ప్రభావం – మంచు తేలడం (Effect of Temperature and Pressure on Density)

8. సాంద్రతపై ఉష్ణోగ్రత, పీడనాల ప్రభావం – మంచు తేలడం (Effect of Temperature and Pressure on Density)

సాంద్రత స్థిరమైనది కాదు; ఉష్ణోగ్రత, పీడనం మారితే మారుతుంది. వేడి గాలి బెలూన్ పైకి లేవడం నుంచి మంచు నీటిపై తేలడం వరకు అనేక విషయాలు దీనితో వివరించవచ్చు.

ముఖ్య విషయాలు

  • ఉష్ణోగ్రత ప్రభావం: సాధారణంగా వేడి చేస్తే సాంద్రత తగ్గుతుంది, చల్లబరిస్తే పెరుగుతుంది.
  • కారణం: వేడి చేస్తే కణాలు దూరం జరిగి ఘనపరిమాణం పెరుగుతుంది, ద్రవ్యరాశి మారదు. సాంద్రత = ద్రవ్యరాశి/ఘనపరిమాణం కాబట్టి సాంద్రత తగ్గుతుంది.
  • వేడి గాలి చుట్టూ ఉన్న చల్లని గాలి కంటే తక్కువ సాంద్రత కలిగి ఉండటం వల్ల పైకి వెళుతుంది. వేడి గాలి బెలూన్ ఇదే సూత్రంపై పనిచేస్తుంది.
  • పీడనం ప్రభావం:
    1. వాయువులు: పీడనం పెరిగితే కణాలు దగ్గరకు వచ్చి ఘనపరిమాణం తగ్గి సాంద్రత పెరుగుతుంది.
    2. ద్రవాలు: దాదాపు సంపీడ్యం కావు (nearly incompressible), కాబట్టి ప్రభావం చాలా తక్కువ.
    3. ఘనాలు: ద్రవాల కంటే కూడా తక్కువ ప్రభావం; మార్పు అతి స్వల్పం.
  • మంచు నీటిపై ఎందుకు తేలుతుంది? నీటి సాంద్రత 4 °C వద్ద గరిష్ఠం. ఉష్ణోగ్రత తగ్గి 0 °C వద్ద మంచుగా మారినప్పుడు కణాల అమరిక మారి ఎక్కువ స్థలం ఆక్రమిస్తాయి (వ్యాకోచం). అదే ద్రవ్యరాశి పెద్ద ఘనపరిమాణంలో ఉండటంతో సాంద్రత తగ్గి మంచు నీటిపై తేలుతుంది.
  • ప్రయోజనం: సరస్సులు, సముద్రాల్లో పై పొరలో మంచు ఏర్పడి, కింది నీరు వెచ్చగా ఉండి జలచరాలు తీవ్రమైన చలిలోనూ బతుకుతాయి.
  • భూమి పొరలు:
    1. పైపొర (crust), ఎగువ మాంటిల్, దిగువ మాంటిల్, బాహ్య కోర్ (outer core), అంతర కోర్ (inner core). భూ పటలం (crust) అతి తేలికైనది
    2. కేంద్రం వైపు వెళ్లే కొద్దీ సాంద్రత పెరుగుతుంది. లోతుకు వెళ్తే పీడనం, ఉష్ణోగ్రత బాగా పెరిగి పదార్థాలు బరువుగా, దట్టంగా ఉంటాయి.
  • పురాతన పడవలు: వెదురు తేలికగా, గుల్లగా ఉండి నీటిపై తేలడం వల్ల వెదురు, కలప దుంగలతో తెప్పలు, చిన్న పడవలు చేశారు.
  • ఒక ప్రయోగం: పచ్చి గుడ్డు మంచినీటిలో మునుగుతుంది.
4 °C వద్ద నీటి గరిష్ఠ సాంద్రత, మంచు నీటిపై తేలడం
4 °C వద్ద నీటి గరిష్ఠ సాంద్రత, మంచు నీటిపై తేలడం
భూమి పొరలు, కేంద్రం వైపు పెరిగే సాంద్రత
భూమి పొరలు, కేంద్రం వైపు పెరిగే సాంద్రత
Practice this topicNext: కొలిచే సిలిండర్ – అతి చిన్న రీడింగ్, సరైన ఎంపిక, మెనిస్కస్ రీడింగ్ (Measuring Cylinder in Practice)

9. కొలిచే సిలిండర్ – అతి చిన్న రీడింగ్, సరైన ఎంపిక, మెనిస్కస్ రీడింగ్ (Measuring Cylinder in Practice)

ద్రవ ఘనపరిమాణాన్ని కొలవడానికి వాడే కొలిచే సిలిండర్ (Measuring cylinder) అనేది ఒక వైపు మూసి, మరొక వైపు తెరిచి ఉండే సన్నని పారదర్శక స్థూపాకార పాత్ర. దాని గోడపై ఘనపరిమాణం గుర్తులు ఉంటాయి.

కొలిచేటప్పుడు ఏ సిలిండర్ ఎంచుకోవాలి, రీడింగ్ ఎలా తీసుకోవాలి అనేది ఈ అంశంలో ఉంది.

ముఖ్య విషయాలు

  • గరిష్ఠ కొలత: సిలిండర్‌పై 100 mL అని ఉంటే అది గరిష్ఠంగా 100 mL వరకు కొలవగలదు. సిలిండర్లు 5, 10, 25, 50, 100, 250 mL మొదలైన సామర్థ్యాల్లో దొరుకుతాయి.
  • అతి చిన్న రీడింగ్ (Least count) ఎలా కనుగొనాలి: రెండు పెద్ద గుర్తుల మధ్య ఘనపరిమాణ వ్యత్యాసాన్ని, వాటి మధ్య ఉన్న చిన్న విభాగాల సంఖ్యతో భాగించాలి.
  • ఉదాహరణ:
    1. 10 mL, 20 mL గుర్తుల మధ్య (లేదా 40 mL, 50 mL మధ్య) తేడా 10 mL
    2. అక్కడ 10 విభాగాలు ఉన్నాయి. కాబట్టి ఒక విభాగం = 10 ÷ 10 = 1 mL. అంటే ఆ సిలిండర్ అతి చిన్న రీడింగ్ 1 mL.
  • సిలిండర్ సామర్థ్యాన్ని బట్టి అతి చిన్న రీడింగ్ మారుతుంది:
    1. 10 mL, 25 mL సిలిండర్లలో సాధారణంగా 0.1 mL
    2. 100 mL లో 1 mL
    3. 250 mL లో 2 mL
    4. 500 mL లో 5 mL.
  • సరైన సిలిండర్ ఎంపిక (70 mL కొలవాలంటే): 50 mL సిలిండర్‌తో ఒకేసారి సాధ్యం కాదు – మొదట 50 mL, తర్వాత 20 mL అని రెండు దశలు కావాలి. 250 mL లేదా 500 mL సిలిండర్‌తో ఒకే దశలో కొలవవచ్చు కానీ వాటి అతి చిన్న రీడింగ్ ఎక్కువ కాబట్టి ఖచ్చితత్వం తగ్గుతుంది. అందువల్ల 100 mL సిలిండర్ ఉత్తమం.
  • కొలిచే సిలిండర్ సన్నగా, పొడవుగా ఉండటానికి కారణం:
    1. బీకర్ లాగా వెడల్పుగా ఉంటే ద్రవ మట్టంలో చిన్న మార్పు సులభంగా కనిపించదు
    2. సన్నగా ఉంటే ఘనపరిమాణంలో చిన్న తేడాకూ మట్టం ఎక్కువగా మారి కచ్చితంగా చదవవచ్చు.
  • కొలిచే విధానం (Activity): శుభ్రమైన, పొడి సిలిండర్‌ను సమతల ఉపరితలంపై ఉంచాలి. నీటిని నెమ్మదిగా అవసరమైన గుర్తు వరకు పోయాలి. కొద్దిగా ఎక్కువ/తక్కువ అయితే డ్రాపర్‌తో నీటిని కలపడం లేదా తీయడం ద్వారా సరిచేయాలి. 50 mL గుర్తు చేరాక ఆ నీటిని కావలసిన పాత్రలోకి మార్చాలి.
  • మెనిస్కస్ (Meniscus):
    1. సిలిండర్‌లో నీటి ఉపరితలం వంపుగా ఉంటుంది
    2. ఈ వంపు ఉపరితలమే మెనిస్కస్. ద్రవం, పాత్ర పదార్థాన్ని బట్టి ఇది పుటాకారంగా (concave) లేదా కుంభాకారంగా (convex) ఉండవచ్చు.
  • నీరు, రంగు లేని ద్రవాలకు:
    1. మెనిస్కస్ అడుగు భాగంతో ఏకీభవించే గుర్తును చదవాలి
    2. కన్ను మెనిస్కస్ అడుగుతో సమ మట్టంలో ఉండాలి.
  • రంగు ద్రవాలకు: మెనిస్కస్ పై భాగంతో ఏకీభవించే గుర్తును చదవాలి.
  • రోజువారీ ఉదాహరణ: 200 mL మజ్జిగ టెట్రా ప్యాక్‌పై ఉన్న "200 mL" అంటే ఆ ప్యాక్‌లోని ద్రవం ఆక్రమించే ఘనపరిమాణం.
కొలిచే సిలిండర్‌లో మెనిస్కస్, కన్ను సమ మట్టం, రీడింగ్ తీసే చోటు
కొలిచే సిలిండర్‌లో మెనిస్కస్, కన్ను సమ మట్టం, రీడింగ్ తీసే చోటు
Practice this topicNext: ఘనాల ఘనపరిమాణం – ప్రయోగాలు, సాంద్రత ఉదాహరణలు, వ్యాయామ ప్రశ్నలు (Volume of Solids – Activities and Examples)

10. ఘనాల ఘనపరిమాణం – ప్రయోగాలు, సాంద్రత ఉదాహరణలు, వ్యాయామ ప్రశ్నలు (Volume of Solids – Activities and Examples)

సాంద్రత కనుగొనడంలో ప్రధాన సమస్య ఘనపరిమాణం కొలవడం. క్రమమైన ఆకారం ఉన్న వస్తువులకు సూత్రం వాడతారు; క్రమరహిత ఆకారం ఉన్న వస్తువులకు కొలిచే సిలిండర్‌తో స్థానభ్రంశ పద్ధతి వాడతారు.

ముఖ్య విషయాలు

  • క్రమమైన (ఘనచతురస్ర) ఆకార వస్తువులు: నోట్‌బుక్, షూ బాక్స్, పాచిక (dice) వంటివి. స్కేలుతో పొడవు (l), వెడల్పు (w), ఎత్తు (h) కొలిచి ఘనపరిమాణం = l × w × h లెక్కిస్తారు.
  • ఉదా: నోట్‌బుక్ 25 cm × 18 cm × 2 cm = 900 cm³.
  • క్రమరహిత ఆకార ఘనం (రాయి, తాళం చెవులు) – స్థానభ్రంశ పద్ధతి (Displacement method):
  • కొలిచే సిలిండర్‌లో కొంత నీరు తీసుకుని ఆరంభ ఘనపరిమాణం (A) నమోదు చేయాలి.
  • దారం కట్టిన వస్తువును నెమ్మదిగా నీటిలోకి దించితే నీటి మట్టం పెరుగుతుంది
  • తుది ఘనపరిమాణం (B) నమోదు చేయాలి.
  • స్థానభ్రంశం చెందిన నీటి ఘనపరిమాణం = B – A = వస్తువు ఘనపరిమాణం.
  • ఈ విలువ mL లో వస్తుంది
  • ఘనపదార్థానికి దీనిని సమాన ప్రమాణం cm³ గా రాస్తారు. ఉదా: ఆరంభం 50 mL, తుది 55 mL → తేడా 5 mL → రాయి ఘనపరిమాణం 5 cm³.
  • పట్టిక (Table 5.2) నిలువు వరుసలు: వస్తువు, ఆరంభ ఘనపరిమాణం (A), తుది ఘనపరిమాణం (B), స్థానభ్రంశం చెందిన నీరు (B – A, mL), వస్తువు ఘనపరిమాణం (cm³).
  • సాంద్రత గణన: ద్రవ్యరాశి 16.400 g, ఘనపరిమాణం 5 cm³ అయితే సాంద్రత = 16.400 ÷ 5 = 3.28 g/cm³.
  • వ్యాయామ ప్రశ్నలు (పాఠ్య ఉదాహరణలు):
    1. చెక్క పెట్టె ద్రవ్యరాశి 2 kg (= 2000 g), ఘనపరిమాణం 20 cm³ → సాంద్రత = 2000 ÷ 20 = 100 g/cm³.
    2. కార్బన్ సాంద్రత 2.25 g/cm³ అయితే సాపేక్ష సాంద్రత = 2.25 ÷ 1 = 2.25 (ప్రమాణాలు లేవు).
  • నెయ్యి/నూనె ప్యాకెట్ (Think like a scientist): కొన్ని ప్యాకెట్లపై 1 లీటర్ ఘనపరిమాణం, 910 g బరువు ఉంటుంది. సాంద్రత = 910 g ÷ 1000 mL = 0.91 g/mL. ఇది నీటి సాంద్రత (1 g/mL) కంటే తక్కువ, అందుకే నెయ్యి/నూనె నీటిపై తేలుతుంది.
  • పచ్చి గుడ్డు ప్రయోగం: మంచినీటి గ్లాసులో పచ్చి గుడ్డు అడుగుకు మునుగుతుంది (గుడ్డు సాంద్రత మంచినీటి కంటే ఎక్కువ). నీటిలో ఉప్పు కరిగిస్తే నీటి సాంద్రత పెరిగి గుడ్డు తేలుతుంది (ఇది సాధారణంగా తెలిసిన వాస్తవం).
స్థానభ్రంశ పద్ధతి: రాయిని ముంచకముందు, ముంచిన తర్వాత నీటి మట్టం
స్థానభ్రంశ పద్ధతి: రాయిని ముంచకముందు, ముంచిన తర్వాత నీటి మట్టం
Practice this topicNext: అధ్యాయ సారాంశం – ప్రయోగ ఫలితాలు, కీలక పదాలు (Chapter Snapshot and Keywords)

11. అధ్యాయ సారాంశం – ప్రయోగ ఫలితాలు, కీలక పదాలు (Chapter Snapshot and Keywords)

ద్రావణాల అధ్యాయంలోని ప్రయోగ ఫలితాలు, కీలక పదాలు, సారాంశ వాక్యాలు ఇక్కడ ఒకేచోట ఇవ్వబడ్డాయి.

ముఖ్య విషయాలు

  • ఏకరీతి, అసమరీతి మిశ్రమాల నిర్వచనం:
    1. ఏకరీతి మిశ్రమం (Homogeneous) అంతటా ఒకే సంఘటనం కలిగి ఉంటుంది
    2. అసమరీతి మిశ్రమం (Heterogeneous) లో భాగాలు విడిగా, స్పష్టంగా కనిపిస్తాయి. ఉప్పు, చక్కెర నీటిలో కలిస్తే ఏకరీతి మిశ్రమం
    3. సుద్ద పొడి, ఇసుక, రంపపు పొట్టు నీటితో కలిస్తే అసమరీతి మిశ్రమం.
  • ప్రయోగ ఫలితం (ఉప్పు + నీరు, Table 5.1): గ్లాసు సగం నీటిలో చెంచా చెంచాగా ఉప్పు కలిపితే మొదటి చెంచాలు పూర్తిగా కరుగుతాయి (అసంతృప్తం). కొన్ని చెంచాల తర్వాత కలిపిన ఉప్పు పూర్తిగా కరగక అడుగున చేరుతుంది (సంతృప్తం). అంటే నీటి కరిగించే సామర్థ్యానికి పరిమితి ఉంది.
  • గాఢత పోలిక: ఒక చెంచా ఉప్పు ద్రావణం రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ చెంచాల ద్రావణంతో పోలిస్తే విలీనం. 100 mL నీటిలో 2 చెంచాల ఉప్పు కంటే 50 mL నీటిలో 4 చెంచాల ఉప్పు ఎక్కువ గాఢం.
  • బేకింగ్ సోడా ప్రయోగం:
    1. 25 °C వద్ద కొంత బేకింగ్ సోడా కరగక మిగులుతుంది
    2. 50 °C కు వేడి చేస్తే ఆ మిగిలినది కరుగుతుంది
    3. మళ్లీ కలిపి 70 °C కు వేడి చేస్తే అదీ కరుగుతుంది. కాబట్టి చాలా పదార్థాల ద్రావణీయత ఉష్ణోగ్రతతో పెరుగుతుంది
    4. ఒక ఉష్ణోగ్రత వద్ద సంతృప్త ద్రావణం ఉష్ణోగ్రత పెంచితే అసంతృప్తంలా ప్రవర్తిస్తుంది. వేడి చేసే పరికరం వాడేటప్పుడు జాగ్రత్త (Safety first) అవసరం.
  • నీటిలో వాయువులు: వాయువులు నీటిలో సమానంగా కరిగి ఏకరీతి మిశ్రమం (ద్రావణం) అవుతాయి. నీటిలో కరిగే వాయువులకు పాఠ్యపుస్తకం ఇచ్చిన ఉదాహరణలు: కార్బన్ డయాక్సైడ్, అమ్మోనియా, క్లోరిన్, నైట్రోజన్.
  • ద్రావణీయత నిర్వచనం (సారాంశం): ఒక ఉష్ణోగ్రత వద్ద నిర్ణీత పరిమాణం (100 mL) ద్రావణి/ద్రావణంలో కరిగే గరిష్ఠ ద్రావిత పరిమాణం.
  • సారాంశ వాక్యాలు:
    1. ద్రవంలో ఘనాల ద్రావణీయత ఉష్ణోగ్రత పెరిగితే పెరుగుతుంది, వాయువులది తగ్గుతుంది
    2. ద్రవ్యరాశి = వస్తువులోని పదార్థ పరిమాణం
    3. ఘనపరిమాణం = ఆక్రమించిన స్థలం
    4. ద్రవ్యరాశిని త్రాసుతో, ఘనపరిమాణాన్ని కొలిచే సిలిండర్‌తో కొలుస్తారు
    5. సాంద్రత = ద్రవ్యరాశి ÷ ఘనపరిమాణం
    6. వేడి చేస్తే సాంద్రత తగ్గుతుంది
    7. పీడన ప్రభావం పదార్థ స్థితిని బట్టి మారుతుంది.
  • కీలక పదాలు (Keywords): ద్రావితం (Solute), ద్రావణి (Solvent), ద్రావణం (Solution), సంతృప్త, అసంతృప్త ద్రావణం, విలీన, గాఢ ద్రావణం, ద్రావణీయత (Solubility), అసమరీతి మిశ్రమం, సాంద్రత (Density), సాపేక్ష సాంద్రత (Relative density), కొలిచే సిలిండర్ (Measuring cylinder), మెనిస్కస్ (Meniscus), డిజిటల్ త్రాసు, క్రమమైన ఆకార ఘనం, తేలడం (Float), మునగడం (Sink).
  • అధ్యాయ ఆరంభ ప్రశ్నలు (Probe and Ponder): టీలో చక్కెర కరగడం ఆగిపోవడం (సంతృప్తం), చక్కెర/ఉప్పు నీటిలో కరిగి నూనెలో కరగకపోవడం, నీటిని మంచి ద్రావణిగా భావించడం, నీటి సీసాలు పొడవుగా స్థూపాకారంగా ఉండటం వంటి అంశాల చుట్టూ అధ్యాయం తిరుగుతుంది. సంతృప్త టీలో చక్కెర కరగాలంటే వేడి చేయడం లేదా ఎక్కువ ద్రావణి కలపడం మార్గాలు (సాధారణ వాస్తవం).
Practice this topic