Der einfachste Weg, die Masse von etwas zu bestimmen, ist es zu wiegen. Sie messen tatsächlich die Schwerkraft auf das Objekt, und technisch gesehen sollten Sie das Gewicht durch die Schwerkraftbeschleunigung dividieren, um die Masse zu erhalten. Für die meisten Anwendungen sind jedoch Gewicht und Masse im Wesentlichen äquivalent. Angenommen, Sie haben keine Waage. Können Sie noch die Masse einer bestimmten Flüssigkeit bestimmen? Ja, wenn Sie wissen, was die Flüssigkeit ist, können Sie ihre Masse bestimmen, indem Sie ihr Volumen messen und ihre Dichte nachschlagen. Wenn Sie nicht wissen, was die Flüssigkeit ist, können Sie ihre Dichte bestimmen, indem Sie ihr spezifisches Gewicht mit einem Aräometer messen.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Schon seitDichte = Masse/Volumen, können Sie die Masse einer bestimmten Menge einer Flüssigkeit bestimmen, wenn Sie ihre Dichte kennen. Sie können die Dichten bekannter Flüssigkeiten in einer Tabelle nachschlagen. Wenn Sie eine mysteriöse Flüssigkeit haben, können Sie ihre Dichte mit einem Aräometer messen.
Wiegen einer Flüssigkeit
Sie können einen festen Gegenstand direkt auf eine Waage stellen, aber eine Flüssigkeit muss sich immer in einem Behälter befinden, und der Behälter hat ein Gewicht. Wenn Sie ein bestimmtes Flüssigkeitsvolumen in einem Becher haben und dessen Masse/Gewicht haben möchten, müssen Sie zuerst das Gewicht des leeren Bechers ermitteln. Sie könnten die Flüssigkeit wiegen, aus dem Becher gießen und dann den Becher wiegen und sein Gewicht vom Gewicht des Bechers plus Flüssigkeit abziehen. Diese Methode ist jedoch ungenau, da etwas Flüssigkeit im Behälter verbleiben würde. Eine genauere Methode besteht darin, den Becher auf die Waage zu stellen, das Gewicht aufzuzeichnen und dann die Flüssigkeit einzufüllen und das neue Gewicht aufzuzeichnen.
Die meisten Waagen haben eine Tara-Einstellung, und wenn Sie sie drücken, wird die Waage auf Null gestellt. Diese Funktion erleichtert das Wiegen einer Flüssigkeit. Wenn Sie eine Tara-Taste an Ihrer Waage haben, stellen Sie den leeren Behälter auf die Waage und drücken Sie Tara. Wenn die Waage Null anzeigt, gießen Sie die Flüssigkeit ein. Der neue Messwert ist das Gewicht der Flüssigkeit.
Berechnen der Masse aus der Dichte
Jede Flüssigkeit hat eine charakteristische Dichte (D), die als Verhältnis ihrer Masse (m) zu ihrem Volumen (v) definiert ist. Mathematisch:
D=\frac{m}{v}
Wenn Sie wissen, welche Flüssigkeit Sie haben, können Sie deren Dichte in einer Tabelle nachschlagen. Wenn Sie das wissen, müssen Sie nur noch ihr Volumen messen, um die Masse der Flüssigkeit zu bestimmen. Sobald Sie Dichte und Volumen kennen, berechnen Sie die Masse anhand dieser Beziehung:
m=Dv
Die Dichte wird oft in der Einheit Kilogramm/Meter angegeben3. Wenn Sie kleine Mengen messen, ist es bequemer, Gramm und Kubikzentimeter zu verwenden, daher ist die folgende Umrechnung nützlich:
1\frac{\text{kg}}{\text{m}^3}=0,001\frac{\text{g}}{\text{cm}^3}\text{ und }1\frac{\text {g}}{\text{cm}^3}=1.000\frac{\text{kg}}{\text{m}^3}
Beispiel
Welche Masse haben 2 Liter Aceton?
Wenn Sie die Dichte von Aceton in einer Tabelle nachschlagen, erhalten Sie 784,6 kg/m3. Rechnen Sie vor der Berechnung Ihr vorhandenes Flüssigkeitsvolumen mit der Umrechnung 1 Liter = 0,001 Kubikmeter in Kubikmeter um. Jetzt haben Sie alle Informationen, die Sie benötigen:
2 Liter Aceton wiegen:
(784.6\text{ kg/m}^3)(0.002\text{ m}^3)=1.57\text{ kg}=1570\text{ g}
Dichte mit einem Aräometer ermitteln
Das spezifische Gewicht eines Materials ist eine dimensionslose Einheit, die Sie erhalten, indem Sie die Dichte des Materials durch die Dichte von reinem Wasser bei 4 Grad Celsius dividieren. Wenn Sie eine mysteriöse Flüssigkeit haben, können Sie ihre Masse ermitteln, indem Sie ihr spezifisches Gewicht mit einem Aräometer messen. Dies ist ein Glasröhrchen mit einer Blase am Boden. Sie füllen die Blase mit der Flüssigkeit und legen sie in Wasser. Je nach Dichte sinkt die Aräometerblase weit unter die Wasseroberfläche oder schwimmt nahe an der Wasseroberfläche. Sie können das spezifische Gewicht ablesen, normalerweise in g/cm3, von der Skala an der Seite des Hydrometers. Es ist die Markierung, die gerade die Wasseroberfläche berührt.
Sobald Sie das spezifische Gewicht kennen, kennen Sie auch die Dichte, denn Sie multiplizieren einfach das spezifische Gewicht mit der Dichte von Wasser, die 1 g/cm² beträgt3, um die Dichte zu erhalten. Sie können dann die Masse eines bestimmten Flüssigkeitsvolumens ermitteln, indem Sie dessen Dichte mit dem Volumen der Flüssigkeit multiplizieren.