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Dichte einfach erklärt

Das Thema Dichte findest du einfach erklärt in unserem Beitrag und im Video dazu. Los geht’s!

Inhaltsübersicht

Was ist Dichte?

Die Dichte ρ („rho“) gibt an, welche Masse ein Stoff mit einem bestimmten Volumen hat. Das ist für den Vergleich von Stoffen wichtig. Als Einheit verwendest du dafür meist Kilogramm pro Kubikmeter (\frac{\text{kg}}{\text{m}^3}}).

Möchtest du zum Beispiel das Gewicht von Federn und Steinen vergleichen, denkst du vielleicht automatisch, dass die Steine schwerer sind. Hierbei kommt es jedoch auf das Volumen an, also wie viel Platz die beiden Stoffe einnehmen. Vergleichst du zum Beispiel zwei gleich große Eimer voller Federn und Steine, ist der Eimer mit den Steinen schwerer.

Ein einzelner Stein jedoch kann genauso schwer, wie ein Eimer Federn sein. Hier kommt die Dichte ins Spiel. Sie gibt an, wie viel ein Stoff, also die Federn oder Steine, pro eingenommenen Platz wiegt. Das bedeutet, dass Dichte sich aus Masse pro Volumen ergibt: 

    \[\text{\textcolor{magenta}{Dichte}}=\frac{\text{\textcolor{blue}{Masse}}}{\text{\textcolor{purple}{Volumen}}};  \textcolor{magenta}{\rho}=\frac{\textcolor{blue}{m}}{\textcolor{purple}{V}}\]

Die Dichte von Stoffen verändert sich je nach Temperatur und Druck. Wie groß ein Objekt ist, oder welche Form es hat, ist dabei unwichtig.

Dichte messen

Die Dichte hilft dir also, Stoffe richtig zu vergleichen. Generell kannst du die Dichte von Stoffen mit verschiedenen Methoden bestimmen. Bei Feststoffen brauchst du dafür nur ein Glas Wasser, bei Flüssigkeiten zwei Messbecher. Schauen wir uns das genauer an!

Studyflix vernetzt: Hier ein Video aus einem anderen Bereich

Dichte von Feststoffen

Die Dichte von Feststoffen, wie Federn oder Steinen, kannst du mit der Verwendung des Prinzips von Archimedes bestimmen. Es erklärt im Grunde das Konzept von Auftrieb und Verdrängung

Zunächst brauchst du für die Dichte-Bestimmung ein volles Glas mit Wasser, das in einer leeren, etwas größeren Schüssel steht. Jetzt tauchst du den Körper, von dessen Material du das Gewicht wissen willst, in das Wasserglas. Achte darauf, dass der Körper vollständig untergetaucht ist. Da er Flüssigkeit verdrängt, läuft dein Glas über und das überschüssige Wasser sammelt sich in der Schüssel.

Wenn du dieses Wasser zum Beispiel mit einem Messzylinder abmisst, kannst du daraus die Dichte deines Körpers mit der Formel für die Dichte ausrechnen.

Dichte von Flüssigkeiten

Bei Flüssigkeiten geht das Ganze noch einfacher. Um ihr Volumen zu messen, füllst du die Flüssigkeit in einen Messbecher und liest den Füllstand ab.

Um nun das Gewicht der Flüssigkeit zu bestimmen, wiegst du den Messzylinder einmal leer und einmal mit der Flüssigkeit darin. Die Differenz der beiden Gewichte ist die Masse deiner Flüssigkeit. Jetzt kannst du die Dichte berechnen.

Berechnung der Dichte

Um die Dichte eines Stoffes zu berechnen, benutzt du die Dichte-Formel. Damit du sie verwenden kannst, müssen dir die Masse m und das Volumen V des Körpers bekannt sein.

Die Formel der Dichte lautet:

    \[\text{\textcolor{magenta}{Dichte}}=\frac{\text{\textcolor{blue}{Masse}}}{\text{\textcolor{purple}{Volumen}}}\]


    \[\textcolor{magenta}{\rho}=\frac{\textcolor{blue}{m}}{\textcolor{purple}{V}}\]

Das Formelzeichen der Dichte ist ρ („rho“) und ihre Einheit ist meist Kilogramm pro Kubikmeter (\frac{\text{\textcolor{blue}{kg}}}{\textcolor{purple}{\text{m}^3}}). Die Dichte von flüssigen Stoffen gibst du als Gramm pro Liter (\frac{\text{\textcolor{blue}{g}}}{\text{\textcolor{purple}{L}}}) an.

In manchen Aufgaben hast du die Werte jedoch in anderen Einheiten gegeben und musst sie erst umrechnen. Alles zur Berechnung und Umrechnung der Dichte findest du in unserem Video.

Zum Video: Dichte berechnen
Zum Video: Dichte berechnen
Dichte Definition

Die Dichte ρ eines Gegenstandes (\rho ist das kleine Rho aus dem griechischen Alphabet) ist der Quotient aus seiner Masse m und seinem Volumen V. Du sagst auch „Dichte ist gleich Masse pro Volumen“.

\rho=\frac{m}{V}

Die Einheit für \rho ist meist Kilogramm pro Kubikmeter:

[\rho]=\frac{\text{kg}}{\text{m}^3}

Dichte Beispiele

Die Dichte ist bei allen Stoffen unterschiedlich und verändert sich mit der Temperatur. Sie ist übrigens bei Metallen am größten. 

Wir haben dir hier ein paar Stoffe und ihre Dichten bei 20 °C in einer Tabelle zusammengestellt:

Stoff Dichte in kg/m3
Wasserstoff 0,09
Helium 0,179
Stickstoff 1,17
Sauerstoff 1,33
Natrium 968
Kupfer 8920
Silber 10490

Luftdichte

Super, du kennst jetzt die Grundlagen zum Thema Dichte! Sie gibt es auch in der Luft, die wir atmen. Alles zur Luftdichte erfährst du in unserem Video . Bleib dran!

Zum Video: Luftdichte
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Dichte einfach erklärt — häufigste Fragen

(ausklappen)
  • Was ist der Unterschied zwischen Masse und Gewicht?
    Die Masse ist, wie viel Stoff in einem Körper steckt, und sie wird in Kilogramm (\text{kg}) angegeben. Das Gewicht ist die Kraft, mit der die Schwerkraft an diesem Körper zieht. Deshalb kann das Gewicht je nach Ort unterschiedlich sein, die Masse bleibt gleich.
  • Wann benutzt man bei der Dichte Kilogramm pro Kubikmeter statt Gramm pro Liter?
    Kilogramm pro Kubikmeter (\text{kg/m}^3) benutzt man bei der Dichte oft, wenn das Volumen in Kubikmetern oder das Material als Feststoff angegeben wird. Gramm pro Liter (\text{g/L}) passt meist besser, wenn Volumen in Litern bei Flüssigkeiten vorkommt. Beide Einheiten sind gleich groß: 1\,\text{g/L} = 1\,\text{kg/m}^3.
  • Wie misst man das Volumen eines unregelmäßigen Gegenstands wie eines Steins?
    Das Volumen eines unregelmäßigen Steins misst man, indem man seine Wasserverdrängung im Messzylinder abliest. Zuerst liest man den Wasserstand ab, dann legt man den Stein vollständig hinein und liest erneut ab. Konkret: Steigt der Stand von 50\,\text{ml} auf 70\,\text{ml}, hat der Stein 20\,\text{ml} = 20\,\text{cm}^3 Volumen.
  • Wie erklärt man Kindern Dichte?
    Dichte erklärt man Kindern als die Frage, wie viel Masse in einem bestimmten Platz steckt. Zwei gleich große Eimer können deshalb unterschiedlich schwer sein, wenn in einem Steine und im anderen Federn sind. Ein einzelner Stein kann trotzdem so schwer sein wie ein ganzer Eimer Federn, weil Steine pro gleichem Volumen mehr Masse haben.

Stoffeigenschaften verstehen

Dichte ist eine wichtige Stoffeigenschaft in der Chemie und gehört zum Vergleich von Stoffen. Du vergleichst in diesem Themenfeld Stoffe nach ihren Eigenschaften und ordnest sie nach Merkmalen wie Masse, Volumen oder Aggregatzustand. So wird klar, warum sich Stoffe unterschiedlich verhalten und woran du sie erkennen kannst. Weitere Videos dazu findest du in unserem Chemiebereich.

Lernen lohnt sich! Entdecke hier deine Chancen.