Dichte
Ein Golfball und ein Tischtennisball sind ungefähr gleich groß. Der Golfball ist jedoch viel schwerer als der Tischtennisball. Stellen Sie sich nun einen Ball ähnlicher Größe aus Blei vor. Das wäre in der Tat sehr schwer! Was vergleichen wir? Durch den Vergleich der Masse eines Objekts relativ zu seiner Größe untersuchen wir eine Eigenschaft namens Dichte. Dichte ist das Verhältnis der Masse eines Objekts zu seinem Volumen.,
\ D &= \dfrac{m}{V} \label{eq2} \end{align}\]
Die Dichte ist normalerweise eine gemessene Eigenschaft eines Stoffes, sodass sein numerischer Wert die signifikanten Zahlen in einer Berechnung beeinflusst. Beachten Sie, dass die Dichte in Bezug auf zwei unterschiedliche Einheiten, Masse und Volumen definiert ist. Das bedeutet, dass die Dichte insgesamt abgeleitete Einheiten hat, genau wie die Geschwindigkeit. Gemeinsame Einheiten für Dichte umfassen, g/mL, g/cm3, g/L, kg/L, und sogar kg/m3. Die Dichten einiger gängiger Stoffe sind in Tabelle \(\pageIndex{1}\) aufgeführt.,
Die Dichte kann aufgrund ihrer Definition als Umrechnungsfaktor für das Umschalten zwischen Massen-und Volumeneinheiten fungieren. Angenommen, Sie haben eine Probe aus Aluminium mit einem Volumen von 7, 88 cm3. Wie können Sie bestimmen, welche Masse an Aluminium Sie haben, ohne es zu messen? Sie können das Volumen verwenden, um es zu berechnen., Wenn Sie das angegebene Volumen mit der bekannten Dichte multiplizieren (aus Tabelle \(\pageIndex{1}\)), brechen die Volumeneinheiten auf und hinterlassen Masseneinheiten, die Ihnen die Masse der Stichprobe mitteilen:
Beginnen Sie mit der Gleichung \ref{eq1} \
und fügen Sie die relavanten Zahlen
\
Kreuz multiplizieren Sie beide Seiten (rechter Zähler x linker Nenner = linker Zähler x rechter Nenner), wir erhalten den folgenden Ausdruck mit entsprechende Einheit.,
\
Da sich die meisten Materialien mit steigender Temperatur ausdehnen, ist die Dichte eines Stoffes temperaturabhängig und nimmt normalerweise mit steigender Temperatur ab. Sie wissen, dass Eis im Wasser schwimmt und es kann von der Tabelle gesehen werden, dass Eis weniger dicht ist. Alternativ würde Maissirup, der dichter ist, sinken, wenn er in Wasser gelegt würde.
Da für viele Stoffe Dichtewerte bekannt sind, kann mit der Dichte eine unbekannte Masse oder ein unbekanntes Volumen bestimmt werden. Die Dimensionsanalyse wird verwendet, um sicherzustellen, dass die Einheiten angemessen sind.