Dichte

Us der alemannische Wikipedia, der freie Dialäkt-Enzyklopedy
Hops zue: Navigation, Suech
Disambig.svg Dä Artikel setzt sich mit de physikalische Dichti usänander, wittere Bedütige findener under Dichti (Begriffschlärig)


D' Dichti, Formlezaiche: ρ (grichisch: rho), isch ä physikalischi Aigeschaft vume Material. Si isch iber s'Verhältnis vu de Masse m vume Körpers zu sinem Volumen V defineert:

\rho = \frac{m}{V}

in Wörter:

 {\rm Dichte} = \frac{\rm Masse}{\rm Volumen}

Dr Chährwert vu de Dichti haißt spezifischs Volume un spilt vor allem in de Thermodynamik vu de Gase un Dämpf ä Rolle.

D'Dichti sott nit mit em spezifische Gwicht verwexlet werre, denn sälli isch zwar sehr ähnlich zue de Dichti, underschidet sich aber in ainem Punkt: Während bi de Dichti s'Volume im Verhältnis zue de Masse stot, gschiht des bim spezifische Gwicht mit em Volume un de Gwichtschraft. S'Verhältnis vu de Dichti vume Stoff zue de Dichti im Normzuestand wird als Relativi Dichti bezaichnet.

Bi poröse Stoffe wird zuedem zwische de Raudichti (Hohlrüüm inclusiv) un de Raindichti (Volume ohni Hohlrüüm) underschide.

Ainhait[ändere | Quälltäxt bearbeite]

Die abglaitet SI-Ainheit vu de Dichti isch Kilogramm pro Kubikmeter (kg/m3). Witt verbraitet un bsunders bi Feststoffe gebrüchlicher isch zuedem d'Agab in g/cm3. Witteri in Spezialfälle gnutzti Ainhaite sin Gramm pro Liter (g/l) bzw. Gramm pro Kubikdezimeter (g/dm3). Dodebi giltet:

1.000 kg/m3 = 1 kg/dm3 = 1 kg/l oder 1 g/cm3 = 1 g/ml. Alli sälli Größe stelle d'Bezugsdichti vu Wasser dar.

Wasser het als Bezugspunkt bi ere Temperatur vu 3,98 °C si größti Dichti (Dichtianomali) mit 1.000 kg/m3, was ainem g/cm3 entspricht. Ä Liter isch defineert als des Volume, wo gnau ai Kilogramm Wasser bi sinere höchste Dichti (bi 3,98 °C ≈ 4 °C) bi Normaldruck inimmt. D'Abwichig vu 1 dm³ isch so gring, dass mer im Normalfall 1 l un 1 dm3 als gliich asähe cha.

Fer Feststoffe wird d'Dichti iblicherwiis in g/cm³ bi 20 °C agä un fer gasförmigi Stoffe in g/l bi 0 °C un eme Luftdruck vu 1.013,25 hPa = 101.325 Pa (Normalbedingige).

Bispil[ändere | Quälltäxt bearbeite]

D'Dichti vu Kupfer bestimmt mer experimentell wie folgt: D'Stoffprobe wigt z.B. 35 g. Jetz füllt mer ä Reagenzglas dailwiis mit Wasser; nämme mir bispilswiise 16 ml. Jetzt losst mer de Stoff itauche un liist de Füllstand 17,7 ml vum Wasserspiegel ab. D'Differenz vu de baide Füllmenge betrait 1,7 ml. Also cha fer d'Dichti vu Kupfer d'Näherig: \rho \approx {35 \;\mathrm{g} \over 1,7 \;\mathrm{ml}}\approx 20,6 \;\mathrm{g}/\mathrm{cm}^3 ermiddlet werden.

Aigeschaften[ändere | Quälltäxt bearbeite]

Iisberg. Lueg Beschribig

D'Dichti vu Flüssigkaite hängt dütlich vu de Temperatur ab, bi Gase zuesätzlich vum Druck. Ä Bispiil dodefir isch d'Temperaturabhängigkait vu de Luftdichti im undere Abschnitt. D'Dichti vu hygroskopische Stoffe wie zum Bispil Holz isch zuedem vu de Luftfüchti (Wirkig uf d'Holzfüchti) abhängig. Um dere ihri Messergebniss vergliche z'chänne, beziegt mer sich uf ä sognennts Normalklima.

Körper in ere Flüssigkait, wo ä gringeri Dichti wie sälli hän, stige entsprechend dem archimedische Prinzip nooch obe (Uftriib), bis si irgendwenn ä Glichgwichtszuestand erraiche (schwimme). Körper mit ere größere Dichti sinke entsprechend nooch unde bzw. hän ä höchere Diefgang wie Körper mit gringere Dichte. Insbsunder cha doher s'wäniger dicht Iis uf em Wasser schwimme un verdrängt debi gnau s'Volume an Wasser, des die gliich Masse wie s'Iis het.

In Gase gilt entsprechends. Ä mit Helium gfüllts Luftschiff schwebt in de Luft, wil s'Helium bi glichem Druck un glicher Temperatur ä geringeri Dichti wie Luft het.

Die dichtist uf de Erde natürlich vorchummend Substanz isch Iridium mit etwa 22.650 kg/m3. Neutronesterne degege chänne ä Dichti vu etwa 1014 kg/m3 ha.

Tabellewerte[ändere | Quälltäxt bearbeite]

Tabellewerte zue de Dichti vu verschidene Stoffe sin in folgende Artikle zu finde:

Temperaturabhängigkait vu de Luftdichti[ändere | Quälltäxt bearbeite]

D'Wirkig vu de Temperatur bi Luft
\vartheta in °C ρ in kg/m3 c in m/s Z in N·s/m3
- 10 1,341 325,4 436,5
-   5 1,316 328,5 432,4
    0 1,293 331,5 428,3
+  5 1,269 334,5 424,5
+ 10 1,247 337,5 420,7
+ 15 1,225 340,5 417,0
+ 20 1,204 343,4 413,5
+ 25 1,184 346,3 410,0
+ 30 1,164 349,2 406,6

D'Wirkig vu de Temperatur uf d' Luftdichti, d'Schallgschwindigkait un d' Schallkennimpedanz isch in folgender Tabelle dargstellt. De Luftdruck het uf d'Schallgschwindigkait kai Ifluss, au wenn sälli Fählagabe in vile Büecher z'finde isch.

Größe:

Messmethode[ändere | Quälltäxt bearbeite]

Vume Körper mit exakt bechannter Geometri cha d'Dichti middels Masse un berechnetem Volumen bestimmt werre.

Nooch em Prinzip vu Archimedes erfahrt ä Körper in de Umgäbig vu ere Flüssigkait gnau so vil Uftribschraft, wie die vu sinem Volumen verdrängt Flüssigkait an Gwichtschraft usüebe dät. Alli direkte Dichtimessverfahre beroie noch hüt uf sällem Prinzip un chänne au uf d'Dichtibestimmig vu Gase ibertrage werre. Bi bechannter Dichti vu de Flüssigkait, losst sich au s'Volume vum itauchte Festkörper un schließlich au si Dichti bestimme.

Bispil fer d'Bestimmig vu de Dichti vume Festkörper:

S'Gwicht vum Festkörper wird an Luft gmesse. Aigentlich müesst mer d'Messig im Vakuum durchfüehre, wil de Festkörper au in Luft ä gwisse Uftrib erfahrt. Mer erhaldet m_{\rm Luft}. Aschließend wird de Festkörper in Wasser itaucht un gwoge. Er schint lichter z'si als an de Luft. Mer erhaldet m_{\rm Wasser}. Nooch em Prinzip vu Archimedes isch d'Masse vum verdrängte Wasser m_{\rm Wasser} = m_{\rm Luft} - m_{\rm Wasser}. S'Volume vum verdrängte Wasser V_{\rm Wasser} isch gliich em Volume vum Festkörper V_{\rm Festk\ddot{o}rper}. Es isch bechannt, dass \rho_{\rm Wasser} fer d'Dichti vum Wassers giltet. Dur Isetze un Umforme erhaldet mer folglich: \frac{m_{\rm Luft} - m_{\rm Wasser}}{\rho_{\rm Wasser}}= V_{\rm Festk\ddot{o}rper}.

Im letzte Schritt erhaldet mer somit fer d'Dichti vum Festkörper: \rho_{\rm Festk\ddot{o}rper}=\frac{m_{\rm Luft}}{\frac{m_{\rm Luft} - m_{\rm Wasser}}{\rho_{\rm Wasser}}}

Dichte vu Flüssigkaite werre mit eme Aräometer gmesse. Dichte vu Festkörper werre z. B. mit eme Pyknometer gmesse oder iber indirekti Bestimmigsverfahre, wie de Isotopemethode ermiddlet. De Biigeschwinger ermöglicht es mit Hilf vume mit Messflüssigkait gfüllte U-Rohr, d'Dichti vu flüssige Rainstoffe un binäre Mischige exakt z'ermiddle.

D'Dichti vu Holz cha mer mit eme Resistograph bestimme.

Bispile[ändere | Quälltäxt bearbeite]

Wasser

Wasser het ä sehr selteni Aigeschaft, indem es bi 3,98 °C die größt Dichti besitzt (Anomali vum Wasser). Es dähnt sich bi witerem Abchüehle us, die abnämmend Dichti bewirkt ä Volumenusdähnig. Dodur trätte Frostschäde bispilswiis bedingt dur d'Frostverwitterig uf. Bi zuegfrorene See befindet sich so au s'3,98 °C warm Wasser am Seebode, während chälters Wasser mit gringerer Dichti nooch obe stigt. Des verhinderet s'Zuefreere vu Gewässer bis uf de Grund un ermöglicht es erst de Läbewese in See und Meere au bi Oberflächetemperature under 0 °C z'iberläbe.

Atmosphäri

In de Atmosphäri stige erwärmti un dodemit wäniger dichti Luftschichte vum Bode uf (Konvektion). Si chüehle debi aber ab, wobi Wasserdampf kondenseere cha un sich dorufhi Wolke usbilde. Entsprechend sinke chüehleri Luftschichte wiider ab.

Abgeleitete Bezeichnungen[ändere | Quälltäxt bearbeite]

In Analogi werre au anderi Größe pro Ruumainhait als Dichte bezaichnet, zum Bispil d'Daillidichti, d'Ladigsdichti oder d'Wohrschinlichkaitsdichti.

Dailwiis wird de Begriff Dichti au fer Größe pro Flächeainhait verwendet (Stromdichti, Strahligsstromdichti, elektrischi un magnetischi Flussdichti).

Ä spezifischi Dichti isch API-Grade fer Raueel.

Witteri Analogie (näbe de scho gnennte):

Weblink[ändere | Quälltäxt bearbeite]

Dä Artikel basiert uff ere fräie Übersetzig vum Artikel „Dichte“ vu de dütsche Wikipedia.

E Liste vu de Autore un Versione isch do z finde.