So berechnen Sie die Dichte

Inhalt

• Dichtedefinition und Formel
• Einheiten der Dichte
• Masse messen
• Volumen messen
• Berechnungen zur Ermittlung der Dichte
• Online-Dichte-Formel-Rechner

Materialien schwimmen oder sinken hauptsächlich aufgrund der Dichte. Da Eiswürfel etwas weniger dicht sind als Wasser, schwimmen sie im Wasser. Da Stahl weniger dicht als Quecksilber, aber dichter als Wasser ist, schwimmt ein Stahlkugellager in flüssigem Quecksilber, sinkt jedoch in Wasser. Das Verständnis der Dichte beginnt mit dem Verständnis, wie man sie berechnet.

Dichtedefinition und Formel

Dichte ist das Verhältnis von Masse zu Volumen eines Objekts, und als solches ist Dichte eher ein berechneter als ein gemessener Wert. Zum Ermitteln der Dichte müssen sowohl die Masse als auch das Volumen eines Objekts gemessen werden. Dichte wird verwendet, um Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase zu beschreiben.

Die Dichteformel in der Chemie ist Dichte gleich Masse M geteilt durch das Volumen V. Dichte kann dargestellt werden durch D oder nach dem griechischen Buchstaben rho (ρ), so kann die Formel geschrieben werden als:

D = frac {M} {V} {oder} ; ρ = frac {M} {V}

In der Geologie wird das spezifische Gewicht mehr als die Dichte verwendet, aber die beiden sind eng miteinander verbunden. Das spezifische Gewicht besteht aus der Dichte des Objekts geteilt durch die Dichte des Wassers (1,0 g / cm 3)³) ergibt einen dimensionslosen Wert.

Einheiten der Dichte

Für Feststoffe werden die Dichteeinheiten im metrischen System normalerweise als Gramm (Masse) pro Kubikzentimeter (Volumen) angegeben, geschrieben als g / cm³. Die Dichte kann auch in Kilogramm pro Kubikmeter (kg / m) angegeben werden³), Kilogramm pro Kubikzentimeter (kg / cm³) oder Gramm pro Kubikmeter (g / m³).

Weniger häufig wird die Dichte als Pfund (Masse) pro Kubikfuß (Volumen) angegeben, ausgedrückt als lb / ft³Pfund pro Kubikzoll (lb / in³) oder Pfund pro Kubikyard (lb / yd³).

Bei Flüssigkeiten wird die Dichte am häufigsten als Gramm pro Milliliter (g / ml) angegeben, während die Gasdichte normalerweise als Gramm pro Liter (g / l) angegeben wird. Die Dichte von Flüssigkeiten und Gasen ändert sich jedoch mit dem Druck und der Temperatur. Dies wird im Allgemeinen in Bezug auf den Standarddruck (eine Atmosphäre) und die Temperatur (25 ° C für Flüssigkeiten und 0 ° C für Gase) angegeben.

Masse messen

Das Ermitteln der Masse von Festkörpern erfordert die Verwendung einer Dreistrahlwaage oder einer elektronischen Waage, die die Masse misst. Legen Sie die Probe auf das Tablett und folgen Sie den Anweisungen, damit das Werkzeug die Masse findet. Wenn Sie die Masse eines Pulvers oder einer Flüssigkeit messen, ermitteln Sie zuerst die Masse eines Behälters, fügen Sie dann das Pulver oder die Flüssigkeit hinzu und messen Sie die Gesamtmasse, bevor Sie die Masse des Behälters abziehen.

Volumen messen

Um das Volumen eines regelmäßigen Polygons zu ermitteln, müssen Sie lediglich die Abmessungen des Volumenkörpers messen und die Formel für die Form nachschlagen. Beispielsweise hat ein rechteckiger Block, der 10 cm × 5 cm × 2 cm misst, ein Volumen von 10 × 5 × 2 oder 100 Kubikzentimeter.

Das Auffinden des Volumens von unregelmäßig geformten Festkörpern erfolgt nach dem Archimedes-Prinzip der Verdrängung. Messen Sie eine bekannte Menge Wasser in einem Messzylinder, legen Sie den unregelmäßig geformten Gegenstand in den Zylinder und lesen Sie den Messzylinder ab, um die Volumenänderung zu bestimmen. Das verdrängte Wasser, angezeigt durch die Änderung des Messwerts auf dem Messzylinder, entspricht dem Volumen des eingefügten Objekts.

Bei Flüssigkeiten kann das Volumen direkt mit dem Messzylinder gemessen werden.

Berechnungen zur Ermittlung der Dichte

Um die Dichte zu ermitteln, dividieren Sie die gemessene Masse durch das gemessene Volumen (D = M ÷ V).

Beispiele für Dichteformeln: Feststoffe

Wenn ein Würfel eines Materials mit einer Abmessung von 1 cm auf jeder Seite eine Masse von 7,90 g hat, wird die Dichteberechnung durchgeführt

D = frac {7,90 ; {g}} {1 ; {cm} × 1 ; {cm} × 1 ; {cm}} = 7,90 ; {g / cm} ^ 3

Das Material ist höchstwahrscheinlich Eisen.

Die Masse eines unregelmäßig geformten Objekts wird mit 211,4 Gramm gemessen. Das verdrängte Wasservolumen beträgt 20 Milliliter. Da ein Milliliter Wasser einen Kubikzentimeter Volumen einnimmt, entspricht das Objektvolumen 20 Kubikzentimeter. Vervollständigung der Formel zeigt

D = frac {211,4 ; {g}} {20 ; {cm} ^ 3} = 10,57 ; {g / cm} ^ 3

Das Material ist höchstwahrscheinlich Silber.

Beispiele für Dichteformeln: Flüssigkeiten

Eine Flüssigkeit mit einem Volumen von 50 ml hat eine Masse von 63 g. Damit

D = frac {63 ; {g}} {50 ; {mL}} = 1,26 ; {g / mL}

Die Flüssigkeit ist wahrscheinlich Glycerin.

Eine Flüssigkeit mit einer gemessenen Masse von 338,75 Gramm nimmt ein Volumen von 25 Millilitern ein. Vervollständigen Sie die Dichte Formel zeigt

D = frac {338,75 ; {g}} {25 ; {mL}} = 13,55 ; {g / mL}

Die Flüssigkeit ist wahrscheinlich Quecksilber.

Online-Dichte-Formel-Rechner

Online-Dichteformelrechner sind verfügbar. Zwei der drei Variablen (Masse, Volumen oder Dichte) müssen jedoch bekannt sein (siehe Ressourcen).