Die Dichte ist ein bequemes Mittel zur Identifizierung von Feststoffen und Flüssigkeiten. Die Dichte wird jedoch nicht direkt gemessen. Sie wird stattdessen aus zwei oder mehr einfachen Messungen berechnet.
Hintergrund
Die Dichte repräsentiert das Verhältnis der Masse eines Objekts zu seinem Volumen (der Raum, den es einnimmt). Die Dichtemessung eines Festkörpers oder einer Flüssigkeit erfordert daher zwangsläufig zwei Messungen (Masse und Volumen). In den Wissenschaften werden diese Maße meist in metrischen Einheiten angegeben, beispielsweise Gramm (g) für die Masse und Milliliter (ml) oder Kubikzentimeter (cm³) für das Volumen. In diesen Einheiten hat reines Wasser eine Dichte von 1,00 g/ml.
Masse messen
Massenmessungen erfordern lediglich eine Waage oder Waage. Feste Gegenstände können einfach auf die Waage gelegt und gewogen werden, nachdem die Waage justiert wurde, sodass die Anfangsanzeige Null ist. Flüssigkeiten müssen zum Wiegen in einen Behälter gegeben werden. In diesem Fall muss auch das Gewicht des leeren Behälters ermittelt und vom Gewicht der Flüssigkeit plus Behälter abgezogen werden:
Flüssigkeitsgewicht = (Gewicht Behälter und Flüssigkeit) – (Gewicht Leerbehälter)
Volumen von Feststoffen messen
Zur Messung des Volumens eines Festkörpers stehen zwei Methoden zur Verfügung. Wenn das Objekt eine regelmäßige geometrische Form hat, beispielsweise die eines Würfels, einer Kugel oder eines Zylinders, können die Abmessungen des Objekts durch Messen mit Messschiebern oder einem einfachen Lineal bestimmt werden. Sie müssen dann jedoch die Gleichung für das Volumen dieser Form kennen. Das Volumen (V) eines Zylinders ist beispielsweise gegeben durch V = ?r²h, wobei r der Radius des Zylinders und h seine Höhe ist. Die NASA bietet ein bequemes Online-Formelblatt.
Die zweite Methode zur Bestimmung des Volumens eines Festkörpers ist die kubische Verdrängung. Diese Methode erfordert einen mit Wasser gefüllten Behälter mit abgestuften Volumenmarkierungen. Ein Messbecher in der Küche würde ausreichen, ein Messzylinder, der in Chemielaboren verwendet wird, wäre jedoch genauer. In jedem Fall würde der Behälter etwa zur Hälfte mit Wasser gefüllt und der Gegenstand dann in die Flüssigkeit eingetaucht. Der Unterschied im Wasserstand vor und nach dem Eintauchen des Objekts ergibt die kubische Verdrängung, die dem Volumen des Objekts entspricht. Zum Beispiel, wenn ein Messbecher anfänglich mit 4,0 oz gefüllt wurde. und lesen Sie dann 4,6 oz. Nachdem das Objekt untergetaucht wurde, würde das Volumen des Objekts 4,6 – 4,0 = 0,6 oz betragen.
Volumen von Flüssigkeiten messen
Volumen für Flüssigkeiten werden bestimmt, indem die Flüssigkeit in einen Behälter mit seitlich markierten Volumenmesswerten gefüllt wird. In den meisten Fällen ist dies derselbe Behälter, in dem die Flüssigkeit aufbewahrt wird, während ihre Masse gemessen wird. Hierfür eignen sich gut Messbecher oder Plastikspritzen. Achten Sie jedoch darauf, dass das Flüssigkeitsvolumen das gleiche Volumen ist, das bei der Bestimmung der Masse gewogen wird.
Berechnung der Dichte
Nachdem Masse und Volumen des Feststoffs oder der Flüssigkeit gemessen wurden, teilen Sie die Masse durch das Volumen, um die Dichte zu berechnen.