Inhalt
- TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
- Definition von Dichte
- Ermitteln der Dichte einer Flüssigkeit
- Verfahren zur Berechnung des Volumens
Normalerweise ist es ziemlich einfach, das Volumen einer Flüssigkeit in einem Behälter mit regelmäßiger Form wie einem Zylinder oder Würfel zu berechnen. Sie müssen lediglich die entsprechende mathematische Gleichung verwenden, um das Fassungsvermögen des Behälters zu berechnen, dann den Flüssigkeitsstand messen und die erforderliche Anpassung vornehmen. Es ist schwieriger, wenn der Behälter keine regelmäßige Form hat, und das sind die meisten von ihnen. Die Herausforderung verschwindet jedoch, wenn Sie die Dichte der Flüssigkeit kennen. Alles, was Sie tun müssen, ist, den Behälter und die Flüssigkeit zu wiegen, das Gewicht des Behälters zu subtrahieren und die Dichte der Flüssigkeit zu verwenden, um Ihre Antwort abzuleiten.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Sie können das Volumen einer Flüssigkeit aus ihrem Gewicht berechnen, wenn Sie die Dichte der Flüssigkeit kennen. Normalerweise können Sie die Dichte in einer Tabelle nachschlagen. Wenn Sie eine Lösung haben, müssen Sie die relativen Anteile von gelöstem Stoff und Lösungsmittel kennen, um seine Dichte zu berechnen.
Definition von Dichte
Wissenschaftler definieren die Dichte (∂) eines Feststoffs, einer Flüssigkeit oder eines Gases als Masse (M) der Substanz pro Volumeneinheit (V). In mathematischer Hinsicht ist dies:
∂ = M / V
Sie bestimmen die Masse eines Stoffes, indem Sie ihn wiegen. Dies kann zu Verwirrung führen, da Gewicht und Masse unterschiedliche Größen sind. Masse ist ein Maß für die Menge der Materie, während Gewicht ein Maß für die Schwerkraft ist. Es ist jedoch üblich, Kilogramm, Gramm oder Pfund für Gewicht und Masse zu verwenden, und dies liegt daran, dass sich für erdgebundene Objekte das Verhältnis zwischen Masse und Gewicht nicht ändert. Dies gilt nicht für Objekte im Weltraum, aber nur wenige Wissenschaftler haben die Möglichkeit, Messungen im Weltraum durchzuführen.
Ermitteln der Dichte einer Flüssigkeit
In vielen Fällen können Sie die Dichte einer Flüssigkeit in einer Tabelle nachschlagen. Einige sind leicht zu merken. Beispielsweise beträgt die Wasserdichte 1 g / ml, was 1.000 kg / m entspricht3, obwohl der Wert in imperialen Einheiten etwas weniger einprägsam ist: 62,43 lb / cu ft. Andere Dichten, wie die von Aceton, Alkohol oder Benzin, sind leicht verfügbar.
Wenn Sie eine Lösung haben, müssen Sie die relativen Konzentrationen von Lösungsmittel und gelöstem Stoff kennen, um dessen Dichte zu berechnen. Sie bestimmen dies, indem Sie den gelösten Stoff vor der Zugabe zum Lösungsmittel wiegen. Wenn Sie die Proportionen nicht kennen, können Sie die Dichte nicht berechnen und daher das Volumen der Lösung nicht einfach durch Abwiegen ableiten.
Verfahren zur Berechnung des Volumens
Da Sie das Gewicht der Flüssigkeit unabhängig vom Gewicht des Behälters kennen müssen, benötigen Sie einen zweiten Behälter, um die Flüssigkeit aufzunehmen, während Sie den ersten wiegen.
Es ist besser, den Behälter zu wiegen, bevor Sie die Flüssigkeit hinzufügen, als die Flüssigkeit abzugießen und zu wiegen. Kleine Flüssigkeitsmengen können an den Seiten des Behälters haften und sind Teil des Gewichts, wenn Sie die zweite Methode anwenden. Diese geringe Ungenauigkeit kann beim Wiegen sehr kleiner Mengen erheblich sein.
Gießen Sie die Flüssigkeit in den Behälter und notieren Sie das Gewicht des Behälters plus der Flüssigkeit. Subtrahieren Sie das Gewicht des Behälters, um das Gewicht der Flüssigkeit zu erhalten.
Schauen Sie nach oder berechnen Sie die Dichte der Flüssigkeit und bestimmen Sie dann das Volumen der Flüssigkeit, indem Sie die Masse der Flüssigkeit durch die Dichte dividieren.
∂ = M / V, also V = M / ∂
Stellen Sie sicher, dass die Dichte in Einheiten angegeben wird, die mit der Masse kompatibel sind. Wenn Sie beispielsweise die Masse in Gramm messen, drücken Sie die Dichte in Gramm / Milliliter aus. Wenn Sie jedoch die Masse in Kilogramm messen, drücken Sie die Dichte in Kilogramm / Kubikmeter aus.