Inhalt
- TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
- Dichte definiert
- Ei Fakten
- Masse und Volumen eines Eies
- Erste Beobachtungen
- Dichte experimentell bestimmen
- Aktuelle Forschung
- Fazit
Die Dichte ist eine physikalische Eigenschaft einer Substanz, die durch wissenschaftliche Experimente bestimmt werden kann. Möglicherweise haben Sie gelernt, dass Dichte Masse geteilt durch Volumen ist. Wenn Sie also sowohl die Masse als auch das Volumen eines Objekts messen können, können Sie seine Dichte berechnen. Eine Substanz hat immer die gleiche Dichte, unabhängig von der Größe der Probe, sodass die Dichte zur Identifizierung einer Substanz verwendet werden kann. Da ein Ei ein Objekt mit einer Masse und einem Volumen ist, können Sie seine Dichte berechnen.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Eier (von Vögeln und anderen Tieren) haben eine sehr unterschiedliche Dichte. Vogeleier haben oft eine etwas größere Dichte als Wasser, etwa ein Gramm pro cm3, und sinken in Wasser.
Dichte definiert
Dichte ist definiert als die Masse eines Objekts geteilt durch sein Volumen. Diese Aussage kann als Gleichung geschrieben werden: D = m / V. Ein Objekt mit einer großen Masse in einem kleinen Volumen hat eine große Dichte, und ein Objekt mit einer kleinen Masse in einem großen Volumen hat eine kleine Dichte. Beispielsweise hat Blei eine sehr große Dichte (11,35 g / cm³) und Aluminium eine vergleichsweise kleine Dichte (2,70 g / cm³). Dies bedeutet, dass Blei viel mehr Masse in einen 1 Fuß mal 1 Fuß mal 1 Fuß großen Würfel gepackt hat als Aluminium. Tatsächlich wiegt ein Aluminiumwürfel mit dieser Größe ungefähr 30 kg, aber ein Bleiwürfel mit derselben Größe wiegt ungefähr 30 kg!
Ei Fakten
Lassen Sie uns zunächst spezifizieren, was wir mit einem "Ei" meinen. Vögel sind nicht die einzigen Wesen, die Eier legen. So auch Fische, Schildkröten, Schlangen, Frösche und Insekten, um nur einige zu nennen. In diesem Artikel beschränken wir uns auf Vogeleier - insbesondere Hühnereier.
Um die Dichte eines Eies zu bestimmen, müssen wir zuerst die Bestandteile eines Eies beschreiben. Es sind schließlich diese Komponenten, die einem Ei Masse und Volumen verleihen. Laut dem American Egg Board von IncredibleEgg.org sind die Hauptbestandteile eines Eies:
Es kann einige Variationen dieser Teile geben.
Masse und Volumen eines Eies
Die Masse eines Objekts kann unter Verwendung einer Waage bestimmt werden. Die Masse wird typischerweise in Gramm gemessen. Das Volumen eines Objekts kann auf verschiedene Arten gemessen werden. Eine Möglichkeit besteht darin, die Länge mit einem Lineal zu messen und das Volumen mathematisch zu berechnen. Dies ist einfach, wenn die Form eines Objekts so etwas wie ein Würfel oder eine Kugel ist. Bei Objekten mit unregelmäßigen Formen wird häufig die Wasserverdrängungsmethode verwendet. Messen Sie das Volumen einer bestimmten Menge Wasser (z. B. 70 ml Wasser), legen Sie das Objekt in das Wasser und sehen Sie, wie viel Wasser es verdrängt (wenn das neue Volumen 100 ml beträgt, sind es 30 ml Wasser) verschoben und das ist das Volumen des Objekts). Bei kleineren Objekten wird das Volumen normalerweise in Millilitern oder Kubikzentimetern gemessen.
Kann die Masse und / oder das Volumen von Hühnereiern von Ei zu Ei variieren? Ja definitiv.
Laut IncredibleEgg.org gibt es viele Faktoren, die die Zusammensetzung eines Eies verändern. Ein Ei kann die Gebärmutter vorzeitig verlassen und der Schale nicht genügend Zeit geben, um sich vollständig zu entwickeln, sodass sie dünner als normal ist. Es besteht die Möglichkeit von Doppel-Eigelb (und sogar drei oder vier sind möglich, oder bei jungen Hühnern kein Eigelb). Mit zunehmendem Alter der Henne sind auch ihre Eier größer. Die Rasse und Größe der Henne beeinflusst auch die Größe des Eies. Umweltbedingungen und Ernährung beeinflussen die Größe eines Eies. Jedes davon kann die Masse und / oder das Volumen des Eies verändern.
Erste Beobachtungen
Die meisten Menschen wissen, dass ein Objekt in Wasser sinkt, wenn es dichter als Wasser ist, und in Wasser schwimmt, wenn es weniger dicht als Wasser ist. Viele von uns haben Eier in eine Pfanne mit Wasser gegeben, um gekochte Eier zuzubereiten. Dieses Ereignis gab uns tatsächlich den ersten Hinweis auf die Dichte eines Eies: Die Eier sanken. Da Wasser eine Dichte von 1 g / ml hat, wissen wir jetzt, dass die Dichte eines Eies größer als 1 g / ml ist.
Eier versinken jedoch nicht immer im Wasser. Laut dem Landwirtschaftsministerium von Nova Scotia dehnt sich beim ersten Schlüpfen eines Eies die Luftzelle am großen Ende des Eies aus, wenn sich das Ei abkühlt und zieht Luft durch die poröse Schale. Wenn das Ei altert, wird diese Luftzelle größer. Dies führt dazu, dass die Dichte des Eies mit der Zeit abnimmt. Tatsächlich beschreibt Oakdell Egg Farms, wie Sie die Eidichte verwenden können, um die Frische eines Eies zu bestimmen. Wenn das Ei sinkt und waagerecht im Wasser liegt, ist es sehr frisch. Wenn sich das große Ende des Eies vom Boden erhebt (weil die Luftzelle größer geworden ist und mehr Luft enthält), ist das Ei 1 oder 2 Wochen alt. Wenn das Ei schwimmt, ist es sehr alt.
Dichte experimentell bestimmen
Da sich die Dichte eines Eies mit der Zeit ändert, erscheint es dennoch einfach genug, die Dichte des Eies zu berechnen: Messen Sie die Masse und das Volumen des Eies und berechnen Sie dann die Masse geteilt durch das Volumen. Die Tatsache, dass sich im Ei eine Luftzelle befindet, kann Ihre Berechnungen jedoch erschweren, und die ungewöhnliche Form eines Eies erschwert die Volumenmessung.
Im allgemeinen Chemieunterricht am Boston College wird das erste Experiment mit dem Titel "Wie dicht ist ein Ei?" Durchgeführt. Anstatt die Masse und das Volumen des Eies zu messen, wird die Eidichte folgendermaßen bestimmt: Legen Sie ein Ei in Wasser ( es sinkt), dann füge langsam Salz hinzu, bis das Ei gerade schwimmt (was bedeutet, dass die Oberseite des Eies gerade die Oberseite der Lösung berührt, ohne dass eine signifikante Menge des Eies über die Lösung hinausragt). Zu diesem Zeitpunkt haben das Ei und das Salzwasser die gleiche Dichte, und die Masse und das Volumen des Salzwassers können leicht gemessen werden.
Aktuelle Forschung
Es wurden experimentelle Untersuchungen zur Dichte von Vogeleiern durchgeführt. Hier sind die Ergebnisse einiger Studien:
A. L. Romanoff und A. J. Romanoff gaben 1949 (in dem Buch "The Avian Egg") den Wert 1,033 als Dichte des Inhalts eines frischen Hühnereies an.
In der 1974 erschienenen Ausgabe von "The Condor", C.V. Paganelli, A. Olszowka und A. Ar entwickelten eine Gleichung, die die Dichte eines Vogeleies mit dem Gewicht des Eies in Beziehung setzt: Eidichte = 1,038 x Eigewicht ^ 0,006.
In der 1982 erschienenen Ausgabe von "The Condor" haben H. Rahn, Phyllis Parisi und C.V. Paganelli sammelte frische Eiproben von 23 verschiedenen Vogelarten, um die Eigehaltsdichte (durchschnittlich 1,031 g / cm3) und die anfängliche Eidichte (zwischen 1,055 g / cm3 und 1,104 g / cm3) zu berechnen. Tatsächlich zeigt die Untersuchung des Verfahrens zur Messung von Masse und Volumen der Eier, wie kompliziert das Verfahren ist: „Wir haben frische Eier gesammelt ... und sie sowohl in Luft als auch in Wasser gewogen, um das Eivolumen durch Archimedes zu bestimmen.“ Prinzip. Das Gas in der Luftzelle wurde dann durch Wasser ersetzt, das mit einer Injektionsspritze injiziert wurde, und die Eier wurden erneut gewogen, um die anfängliche Eimasse zu erhalten. "
Fazit
Obwohl einige Untersuchungen durchgeführt wurden, um die Dichte eines Eies zu bestimmen, besteht das Problem darin, dass die Dichte sogar eines Eies variieren kann. Wenn Sie die Dichte eines bestimmten Eies zu einem bestimmten Zeitpunkt kennen müssen, müssen Sie die Dichte experimentell bestimmen.