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Sie berechnen die Dichte eines festen Objekts, einer Flüssigkeit oder eines Gases, indem Sie sein Volumen messen, es zur Bestimmung seiner Masse wiegen und die Formeldichte verwenden (∂) = Masse (m) ÷ Lautstärke (V). Es ist eine einfache mathematische Operation, diese Gleichung neu anzuordnen, damit Sie die Masse aus der Dichte berechnen können:
m = ∂ × V
Warum würdest du das tun wollen? Die Masse sollte leicht zu bestimmen sein - alles, was Sie tun müssen, ist die Waage zu verlassen und etwas zu wiegen, oder? Eigentlich können Sie das nicht immer tun, besonders wenn Sie es mit einer Flüssigkeit oder einem sehr schweren Feststoff zu tun haben, der zu groß für Ihre Waage ist. Da die Dichte der meisten Feststoffe und Flüssigkeiten in Tabellenform angegeben ist, können Sie die Dichte des betreffenden Stoffs nachschlagen. Solange Sie in der Lage sind, das von der Substanz eingenommene Volumen zu messen, was einfach ist, wenn es sich in einem Behälter befindet, wissen Sie, wie groß die Masse ist.
So finden Sie die Dichte
Die Dichte ist eine feste Größe, und da sie sich nie ändert, kann sie für einen bestimmten Stoff ein Proportionalitätsfaktor zwischen Masse und Volumen sein. Mit anderen Worten, wenn das Volumen zunimmt, nimmt auch die Masse zu. Wenn Sie in einem Diagramm zunehmende Volumenwerte gegen die entsprechenden Massensteigerungen auftragen, erhalten Sie eine gerade Linie mit einer Steigung, die der Dichte der Substanz entspricht.
Normalerweise müssen Sie sich jedoch nicht die Mühe machen, ein Diagramm zu zeichnen. Solange Sie die Zusammensetzung eines Festkörpers kennen, können Sie die Dichte in einer Tabelle nachschlagen. Wenn Sie eine Flüssigkeit haben, möchten Sie deren spezifisches Gewicht ermitteln, dh die Dichte im Vergleich zur Dichte des Wassers. Zum Beispiel beträgt das spezifische Gewicht von Ethylalkohol 0,787. Da die Dichte von Wasser 1 g / ml beträgt, bedeutet dies, dass die Dichte von Alkohol 0,787 g / ml beträgt.
Wenn Sie eine Lösung mit unbekannter Zusammensetzung haben, können Sie das spezifische Gewicht nicht nachschlagen, aber Sie können es messen. Das Werkzeug dafür heißt Hygrometer. Sie lassen es in der Flüssigkeit schweben und lesen das spezifische Gewicht an der Messmarke ab, die gerade die Oberfläche berührt.
Dichte zur Massenumwandlung
Die Dichte wird in verschiedenen Einheiten gemessen, einschließlich Gramm / Milliliter, Kilogramm / Kubikmeter und Pfund / Kubikfuß. Wenn Sie die Dichte nachschlagen, stellen Sie sicher, dass sie in den Einheiten angegeben ist, die Sie zum Messen des Volumens verwenden. Andernfalls erhalten Sie einen ungenauen Wert für die Masse. Hier sind einige gebräuchliche Umrechnungsfaktoren
1 kg / m3 = 0,001 g / ml = 0,062 lb / ft3.
Wenn Sie für Dichte und Volumen entsprechende Einheiten verwenden, können Sie die Masse aus der Dichte berechnen und mit der Gleichung in entsprechenden Einheiten berechnen m = ∂V. Sobald Sie die Masse kennen, können Sie sie bei Bedarf jederzeit in andere Einheiten umrechnen.
Beispiele für Dichteformeln
1. Wie groß ist die Masse einer 2-ml-Durchstechflasche mit Tetrachlorkohlenstoff?
Das spezifische Gewicht von Tetrachlorkohlenstoff beträgt 1,589. Da das Volumen der Probe in Millilitern gemessen wird, dividieren Sie das spezifische Gewicht durch die Dichte des Wassers in g / ml, um die Dichte in diesen Einheiten zu erhalten. Dabei ergibt sich eine Dichte von 1,598 g / ml. Nun ist es einfach, die Dichte-Masse-Umrechnungsgleichung zu verwenden, um die Masse zu finden:
m = ∂ × V = 1,589 g / ml × 2 ml = 3,178 g.
2. Wie findet man die Masse einer großen Goldstatue, ohne sie zu wiegen?
Messen Sie zuerst das Volumen in Litern mit der Wasserverdrängungsmethode. Schauen Sie sich als nächstes die Dichte von Gold an, die 19.320 kg / m beträgt3. Um in Gramm pro Liter umzurechnen, müssen Sie einfach mit 1 multiplizieren, sodass die Dichte 19.320 g / l beträgt. Jetzt können Sie die Masse aus der Dichte mit der Formel berechnen m = ∂V und erhalte die Antwort in Gramm.