Welche Dichte misst, im Klartext
Die Dichte gibt an, wie viel Masse in einem bestimmten Raum untergebracht ist – Masse geteilt durch Volumen. Aus diesem Grund lässt sich ein Schuhkarton voller Federn leicht anheben, während sich derselbe Schuhkarton voller Blei kaum bewegt: gleiches Volumen, völlig unterschiedliche Masse, so völlig unterschiedliche Dichte.
Diese einzige Beziehung – ρ = m ÷ V – verbindet drei Größen so eng, dass Sie, wenn Sie zwei beliebige kennen, immer nach der dritten Lösung suchen können. Dieser Rechner beherrscht alle drei Richtungen und bietet außerdem eine einfache Einheitenumrechnung, wenn Ihre Zahlen in unterschiedlichen Systemen vorliegen.
Die Dichteformel, auf drei Arten neu geordnet
Dichte finden
ρ = m ÷ V
5 kg in einem 0,002 m³ Behälter: 5 ÷ 0,002 = 2.500 kg/m³.
Masse finden
m = ρ × V
2.500 kg/m³ Füllung 0,002 m³: 2.500 × 0,002 = 5 kg.
Volumen finden
V = m ÷ ρ
5 kg bei 2.500 kg/m³: 5 ÷ 2.500 = 0,002 m³.
Alle drei Beispiele beschreiben denselben Materialblock – das ist die Spitze des Dreiecks. Sobald Sie zwei beliebige Ecken kennen, ist die dritte festgelegt.
Wie Ihr Ergebnis im Vergleich zu alltäglichen Materialien abschneidet
A raw number like "2,700 kg/m³" means more once you can place it next to something familiar. Every result on this calculator gets charted against the same five reference points:
| Material | Dichte (kg/m³) |
|---|---|
| Luft (Meereshöhe) | 1.225 |
| Wasser | 1,000 |
| Aluminium | 2,700 |
| Eisen | 7,870 |
| Gold | 19,300 |
Dies ist auch die klassische Art und Weise, wie die Dichte zur Identifizierung eines unbekannten Materials verwendet wird: Messen Sie die Masse und das Volumen einer Probe, berechnen Sie ihre Dichte und vergleichen Sie das Ergebnis mit bekannten Referenzwerten wie diesen.
Umrechnung zwischen Dichteeinheiten
Die Dichte wird in dem Einheitensystem angezeigt, das das Ausgangsmaterial verwendet – metrische wissenschaftliche Dokumente in kg/m³ oder g/cm³, US-amerikanische technische Spezifikationen in lb/ft³ oder lb/in³. Die Umrechnungen reduzieren sich alle auf eine gemeinsame Basis:
| Einheit | Entspricht (kg/m³) |
|---|---|
| 1 g/cm³ | 1,000 |
| 1 g/L | 1 |
| 1 lb/ft³ | 16.018 |
| 1 lb/in³ | 27,679.9 |
Als Abkürzung lohnt es sich, sich daran zu erinnern: 1 g/cm³ entspricht genau 1.000 kg/m³, was auch die Dichte von Wasser ist – die Dichte von Wasser beträgt also 1 in g/cm³, ein praktischer Maßstab für die Beurteilung, ob etwas schwimmt.
Wo Dichte tatsächlich zum Einsatz kommt
- Schwimmen und Sinken: Ein Objekt schwimmt in einer Flüssigkeit, wenn seine Gesamtdichte geringer ist als die der Flüssigkeit – das Prinzip hinter Schiffsrümpfen, Schwimmwesten und Heißluftballons.
- Materialidentifizierung: Der Vergleich der gemessenen Dichte einer Probe mit bekannten Referenzwerten, wie in der Tabelle oben, ist eine schnelle Möglichkeit, Metalle oder Mineralien voneinander zu unterscheiden.
- Versand und Fracht: Spediteure berechnen häufig nach Volumengewicht, wobei es sich in Wirklichkeit um eine Dichteberechnung handelt – sperrige Pakete mit geringer Dichte können im Versand teurer sein, als ihr tatsächliches Gewicht vermuten lässt.
- Chemie und Materialwissenschaft: Die Dichte fließt in alles ein, von Konzentrationsberechnungen bis hin zur Frage, ob ein Material in einer Mischung suspendiert bleibt.
Wenn Sie die Massenseite dieser Formel alleine bearbeiten – beispielsweise das Gewicht einer Sendung in Einheiten umrechnen –, ist die Massenrechner Und Gewichtsrechner Behandeln Sie das direkt und die Volumenrechner Sie können das Volumen gängiger Formen berechnen, wenn Sie es noch nicht gemessen haben.
Die Dichte ist nicht festgelegt – die Temperatur ändert sie
Nahezu jede Substanz dehnt sich beim Erhitzen leicht aus und zieht sich beim Abkühlen zusammen, was bedeutet, dass ihre Dichte bei Wärme abnimmt und bei Kälte zunimmt – die gleiche Masse füllt nun ein etwas anderes Volumen aus. Bei Labormessungen und Materialdatenblättern sollte immer die Temperatur angegeben werden, bei der sie gemessen wurden, da eine Dichteangabe ohne Angabe nur eine Näherung darstellt.
Wasser durchbricht das übliche Muster auf eine berühmte Art und Weise: Tatsächlich ist es bei etwa 4 °C am dichtesten, nicht bei seinem Gefrierpunkt. Wenn es weiter abkühlt, beginnt es sich wieder auszudehnen, weshalb Eis eine geringere Dichte als flüssiges Wasser hat und schwimmt, anstatt zu sinken – eine Eigenart der Wasserstoffbrückenbindung, die verhindert, dass Seen von unten nach oben gefrieren.
Quellen und weiterführende Literatur
Referenzdichten sind Näherungswerte bei typischen Raumbedingungen und variieren je nach Reinheit, Temperatur und Druck.