Dichte ist das Maß für die Masse eines Materials pro Volumeneinheit, das in vielen Bereichen der Wissenschaft, Technik und Industrie verwendet wird. Die Dichte kann berechnet werden, indem die Masse eines Objekts durch sein Volumen geteilt wird. Da verschiedene Materialien unterschiedliche Dichten aufweisen, kann die Messung der Dichte eines Objekts dabei helfen, festzustellen, welche Materialien darin enthalten sind. Die Bestimmung der Dichte einer Metallprobe kann helfen, ihre Reinheit zu bestimmen.
Direkte Messung von Masse und Volumen
Bei der Messung von Flüssigkeiten und regelmäßig geformten Festkörpern lassen sich Masse und Volumen direkt messen und aus diesen beiden Messungen dann die Dichte bestimmen. Bestimmen und notieren Sie mit einer Waagschale die Masse eines Objekts in Gramm. Messen Sie mit einem Messschieber oder Lineal die Länge, Tiefe und Breite des Objekts in Zentimetern. Multiplizieren Sie diese drei Maße, um das Volumen in Kubikzentimetern zu ermitteln. Teilen Sie die Masse des Objekts durch sein Volumen, um seine Dichte zu bestimmen. Die Dichte wird in Gramm pro Kubikzentimeter oder Gramm pro Milliliter ausgedrückt.
Sehen Sie sich als Beispiel das folgende Video an:
Indirekte Volumenmessung
Um die Dichte von Festkörpern mit unregelmäßigen Oberflächen zu berechnen, muss das Volumen mit einer anderen Methode bestimmt werden. Anstatt die Oberfläche direkt zu messen, verwenden Sie einen Messzylinder, um das Volumen des Objekts zu bestimmen. Gießen Sie Wasser in den Messzylinder, bis ein bekannter Füllstand erreicht ist. Dieser Füllstand kann an den Markierungen auf der Zylinderoberfläche gemessen werden, die die Wassermenge in Millilitern anzeigen. Fügen Sie das Objekt dem Wasser hinzu und notieren Sie den neuen Wasserstand. Die Differenz zwischen dem neuen Wasserstand und dem ursprünglichen Wasserstand ist das Volumen des Objekts. Diese Messung erfolgt in Millilitern, die mit Kubikzentimetern austauschbar sind. Sobald das Volumen bestimmt ist, wenden Sie die gleiche Gleichung wie oben an.
Geschätzte Dichte nach dem Archimedes-Prinzip.
Das archimedische Prinzip besagt, dass beim Eintauchen eines Körpers in eine bestimmte Flüssigkeit eine Auftriebskraft auf ihn einwirkt. Diese Kraft ist gleich dem Gewicht der verdrängten Flüssigkeit. Ein Objekt unbekannter Dichte schwimmt oder sinkt in einer bestimmten Flüssigkeit, abhängig von der Dichte dieser Flüssigkeit relativ zu der des Objekts. Um ungefähr zu bestimmen, wie dicht ein Objekt ist, legen Sie es in verschiedene Flüssigkeiten bekannter Dichte und beobachten Sie das Ergebnis. Sinkt es, ist es dichter als die Flüssigkeit. Wenn es schwimmt, ist es weniger dicht.