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Dichte in der Physik ist ein Maß für die Menge von etwas, das in einem bestimmten physikalischen Raum (Volumen) existiert. Die meiste Zeit wird "Dichte" konventionell als "Massendichte" verstanden, aber als Konzept beschreibt es einfach, wie überfüllt etwas ist.
Die Bevölkerungsdichte in Hongkong ist beispielsweise extrem hoch, während die in Sibirien extrem niedrig ist. Aber in jedem Fall ist "Menschen" Gegenstand der Analyse.
Bei Stoffen, die aus einem einzigen Element in einer bestimmten Menge bestehen (z. B. einem Gramm reines Gold oder Silber) oder einer homogenen Mischung von Elementen (z. B. einem Liter destilliertem Wasser, das Wasserstoff und Sauerstoff in einem bekannten festen Verhältnis enthält) Es kann davon ausgegangen werden, dass es innerhalb der Probe keine signifikanten Dichteunterschiede gibt.
Das heißt, wenn die Dichte eines homogenen 60-kg-Objekts vor Ihnen 12 kg / l beträgt, sollte jeder ausgewählte kleine Teil des Objekts diesen Wert für seine Dichte haben.
Dichte definiert
Die Dichte wird dem griechischen Buchstaben rho (ρ) zugeordnet und ist einfach Masse m geteilt durch das Volumen V. Die SI-Einheiten sind kg / m3, aber g / ml oder g / cm³ (1 ml = 1 cm³) sind in Laboreinstellungen üblichere Einheiten. Diese Einheiten wurden tatsächlich so gewählt, dass die Dichte von Wasser bei Raumtemperatur 1,0 betrug.
Beispiele für durchschnittliche Dichte
Abhängig von der Art des Stoffes oder der vorhandenen Stoffe gibt es eine Reihe von Möglichkeiten, um ein Dichtemischungsproblem anzugehen.
Am einfachsten ist es, wenn Sie eine Menge von N Objekten erhalten und aufgefordert werden, die durchschnittliche Dichte der Objekte in der Menge zu bestimmen. Diese Art von Beispiel würde in Situationen auftreten, in denen die Elemente in der Menge vom gleichen grundlegenden "Typ" sind (z. B. Menschen in England, Bäume in einem bestimmten Wald in Montana, Bücher in einer Stadtbibliothek in Tennessee), kann aber sehr stark sein in dem betreffenden Merkmal (z. B. Gewicht, Alter, Anzahl der Seiten).
BEISPIEL: Sie erhalten drei Blöcke unbekannter Zusammensetzung mit folgenden Massen und Volumina:
a) Berechnen Sie den Durchschnitt der Felsendichten im Satz.
Dies geschieht, indem die einzelnen Dichten jedes Gesteins ermittelt, addiert und durch die Gesamtzahl der Steine im Satz dividiert werden:
÷ 3 = (3,000 + 1,800 + 3,700) ÷ 3
= 2,833 g / l.
b) Berechnen Sie die durchschnittliche Dichte der gesamten Gesteinsgruppe.
In diesem Fall dividieren Sie einfach die Gesamtmasse durch das Gesamtvolumen:
(2,250 + 900 + 1,850) ÷ (0.75 +0.50 + 0.50) = 5,000 ÷ 1.75
= 2,857 g / cm³.
Die Zahlen unterscheiden sich, weil die Gesteine nicht gleichermaßen zu diesen Berechnungen beitragen.
Average Density Formula: Stoffgemisch
BEISPIEL: Sie erhalten einen 5 l (5.000 ccm oder ml) großen Materialblock von einem anderen Planeten und erfahren, dass er aus drei verschmolzenen Teilen der folgenden Elemente in den angegebenen Volumenanteilen besteht:
Wie dicht ist der Brocken insgesamt?
Hier konvertieren Sie zuerst die Prozentsätze in Dezimalzahlen und multiplizieren diese mit den einzelnen Dichten, um die durchschnittliche Dichte der Mischung zu erhalten:
(0.15)(15) + (0.60)(1.0) + (0.25)(0.50) = 2,975 g / cm³