Wenn Ihr Freund Ihnen eine Tasse festes Eis und ein anderer eine Tasse flüssiges Wasser gibt, welche ist schwerer?
Unser Instinkt ist manchmal zu denken, dass Feststoffe schwerer sind, aber tatsächlich flüssiges Wasser dichter als festes Wasser. Wenn wir wissen, wie man das Gewicht aus der Dichte berechnet, können wir schnell erkennen, dass die Tasse Wasser schwerer ist.
Was ist Dichte?
Die Dichte einer Substanz sagt uns, wie kompakt oder verteilt sie ist. Wir können eine Volumendichte, Massendichte oder jede andere Art von Dichte beschreiben.
Stadtplaner denken beispielsweise oft über unterschiedliche Dichten nach, wie etwa die Verfügbarkeit von Wohnungen oder Lebensmittelgeschäften, um herauszufinden, wo bestimmte Gebäude gebaut werden sollen.
Im Allgemeinen ist eine Dichte normalerweise eine Größe wie die Masse, geteilt durch eine Fläche oder ein Volumen.
Eine Gewichtsdichte würde daher beschreiben, wie das Gewicht eines Objekts in einem bestimmten Bereich oder Volumen verteilt ist. Wahrscheinlich werden Sie Massendichten verwenden, da Masse und Gewicht durch die Erdbeschleunigung zusammenhängen, die kann sich ändern, je nachdem, wo Sie sich auf der Erdoberfläche befinden (und noch mehr, wenn Sie sich auf einer anderen befinden Planet!).
Tipps
Die Dichte eines Objekts beschreibt, wie kompakt oder ausgebreitet es ist. Eine Gewichtsdichte beschreibt die Gewichtsverteilung des Objekts in einem bestimmten Bereich oder Volumen.
Ein Beispiel für die Dichteformel in der Chemie
Nehmen wir an, unser Labor hat zwei Verbindungen: A und B. Verbindung A ist eine Kugel mit einem Volumen von 30 cm3 und hat eine Masse von 50 g. Compound B ist ein perfekter Würfel mit einer Seitenlänge von 6 cm und einer Massendichte von 500 kg/m²3. Welche Dichte hat Verbindung A und welche Verbindung ist schwerer?
Wir können schnell die Massendichte von Verbindung A berechnen:
\text{Dichte von A}=\frac{50\text{ g}}{30\text{ cm}^3}=1.667\text{ g/cm}^3
Aber um die Dichten von A und B zu vergleichen, müssen wir die Dichte in die gleichen Einheiten umrechnen.
Umrechnung von kg/m3 bis g/cm3, wir müssen die Umrechnungen verwenden: 1 m3 = 1.000.000 cm²3 und 1kg = 1000g. Daher beträgt die Massendichte von Verbindung B 0,5 g/cm3. Jetzt können wir einfach die Massendichten vergleichen und feststellen, dass Verbindung B weniger dicht ist als Verbindung A.
Berücksichtigung des Gewichts
Um zu beantworten, welches schwerer ist, müssen wir das Gewicht jeder Verbindung aus ihrer Masse und der Erdbeschleunigung berechnen. Wir kennen die Masse von Verbindung A, die 0,05 kg beträgt, also ist ihr Gewicht in Newton 0,05 kg × 9,8 m/s2= 0,49 N.
Aber für Verbindung B müssen wir das Volumen berechnen, das es einnimmt, dann ist es die Masse aus der Massendichte. Wir können das Volumen von Verbindung B berechnen, weil es ein perfekter Würfel ist: das Volumen beträgt (6 cm)3 = 216 cm3.
Das Gewicht von Verbindung B ist das Volumen mal die Dichte: 216 cm3 mal 0,5 g/cm²3, oder 108g. Das Gewicht beträgt somit 0,108 kg mal 9,8 m/s2, oder 1,07 N.
Der Unterschied zwischen Masse und Gewicht
Gewicht ist die Größe, die die Schwerkraft auf ein Objekt aufgrund seiner Masse und die lokale Gravitationsbeschleunigung beschreibt. Daher kann sich das Gewicht eines Objekts ändern, wenn Sie es von einem Tal zum Gipfel eines hohen Berges bewegen, da die Gravitationsbeschleunigung abnimmt, wenn wir uns vom Erdkern entfernen.
Die Masse kann sich jedoch nur ändern, wenn das Objekt physisch verändert und ein Teil seiner Materie entfernt wird.
Es ist wichtig, sich den Unterschied zwischen Masse und Gewicht zu merken.