Die Dichte wird als Verhältnis der Masse eines Materials zu seinem Volumen gemessen und ist eine wichtige Eigenschaft von Materialien. Alle Materialien haben ihre eigene spezifische Dichte, die manchmal verwendet werden kann, um das Material zu identifizieren und seine Eigenschaften vorherzusagen. Wasser ist ein gängiges, alltägliches Material, das verwendet werden kann, um viele nützliche und interessante Lektionen über Dichte zu demonstrieren.
Mischen von Flüssigkeiten
Wasser und Öl vermischen sich nicht; Dies ist ein bekanntes Phänomen, das eigentlich eine Anzeige dafür ist, wie sich Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte miteinander verhalten. Flüssigkeiten mit geringer Dichte schwimmen auf denen mit höherer Dichte. Geben Sie etwas Lebensmittelfarbe in etwas Wasser, damit es besser zu sehen ist, und mischen Sie es dann in einem Becher mit gleichen Mengen Maissirup und Pflanzenöl. Warten Sie und beobachten Sie, wie sich die Flüssigkeiten trennen. Welcher steht ganz oben? Was sagt das über die Dichte von Wasser aus? Versuchen Sie dies mit verschiedenen Flüssigkeiten oder Chemikalien für ein komplexeres Experiment.
Objektdichte
Da die Dichte von Wasser bekannt ist, kann man damit die Dichten anderer Objekte kennenlernen. Nehmen Sie drei Becher und gießen Sie etwas Wasser in einen, Maissirup in einen anderen und Pflanzenöl in den letzten. Nehmen Sie dann einige kleine Gegenstände, die ungefähr gleich groß sind, wie ein zusammengeknülltes Stück Papier oder Folie, einen kleinen Stein oder einen Korken. Legen Sie diese Gegenstände in jeden Becher und beobachten Sie, was passiert. Wenn der Gegenstand schwimmt, ist seine Dichte geringer als die der Flüssigkeit. Dieses Verfahren wird, obwohl verschiedene Flüssigkeiten verwendet werden, manchmal verwendet, um die spezifisches Gewicht von seltsam geformten Objekten mit unbekannter Dichte, wie rohe Edelsteine.
Salzwasser
Schüler, die schon einmal im Meer waren, wissen wahrscheinlich, dass es viel einfacher ist, in Salzwasser zu schwimmen als in Süßwasser. Dies liegt daran, dass Salzwasser viel dichter ist als Süßwasser und Gegenstände schwimmen, wenn sie weniger dicht sind als die Substanz, in der sie schwimmen. Die Ionen in Salzen lösen sich gut in Wasser auf, wodurch mehr Masse hinzugefügt wird, das Volumen jedoch nicht sehr beeinflusst wird. Nehmen Sie zwei kleine Becher Wasser und fügen Sie Salz zu einem hinzu. Du brauchst ziemlich viel Salz, mindestens mehrere Esslöffel. Rühren Sie um, um das Salz aufzulösen, und geben Sie dann ein ungekochtes Ei in jedes Becherglas. Wenn es richtig gemacht wird, sehen die Becher identisch aus, aber das Ei im Salzwasserbecher schwimmt.
Temperatur und Dichte
Die Dichte hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich der Temperatur. Heißes Wasser hat eine geringere Dichte als kaltes Wasser, und Sie können dies sehr anschaulich demonstrieren. Nehmen Sie zwei kleine Gläser Wasser, ein heißes und ein kaltes, und geben Sie Lebensmittelfarbe hinein, damit sie gut sichtbar sind. Legen Sie ein dünnes Stück Pappe über die Öffnung des Glases mit heißem Wasser und drehen Sie es auf den Kopf. Dann über den Mund des Glases mit kaltem Wasser stülpen und den Karton wegnehmen. Für kurze Zeit bleiben die Farben getrennt, da das Wasser darüber eine geringere Dichte hat. Dieses Experiment kann etwas chaotisch sein, also treffen Sie Vorkehrungen. Alternativ können Sie mit einer Pipette kleine Mengen heißes Wasser in einen Becher mit kaltem Wasser geben und beobachten, was passiert. Kaltes Wasser ist dichter als heißes Wasser, aber Eis schwimmt. Warum denkst du ist das so?