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 (
).
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:
![\[\text{\textcolor{magenta}{Dichte}}=\frac{\text{\textcolor{blue}{Masse}}}{\text{\textcolor{purple}{Volumen}}}; \textcolor{magenta}{\rho}=\frac{\textcolor{blue}{m}}{\textcolor{purple}{V}}\]](https://d1g9li960vagp7.cloudfront.net/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-3e9196f283de6d41ac5668ec3f4103c6_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
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 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:
![\[\text{\textcolor{magenta}{Dichte}}=\frac{\text{\textcolor{blue}{Masse}}}{\text{\textcolor{purple}{Volumen}}}\]](https://d1g9li960vagp7.cloudfront.net/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-53265f44bd31e8f296314c37a46404d7_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
![\[\textcolor{magenta}{\rho}=\frac{\textcolor{blue}{m}}{\textcolor{purple}{V}}\]](https://d1g9li960vagp7.cloudfront.net/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-3d4c21a230dcce3125029fc787032ac9_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Das Formelzeichen der Dichte ist ρ („rho“) und ihre Einheit ist meist Kilogramm pro Kubikmeter (
). Die Dichte von flüssigen Stoffen gibst du als Gramm pro Liter (
) 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.
Die Dichte ρ eines Gegenstandes (
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“.
Die Einheit für ist meist Kilogramm pro Kubikmeter:
![[\rho]=\frac{\text{kg}}{\text{m}^3}](https://d1g9li960vagp7.cloudfront.net/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-84a7d960d7af319b4de6973eec6c8512_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
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!
