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Physik · Mechanik
Dichte als Masse pro Volumen, Umrechnung von g/cm³, kg/m³ und kg/L mit Rechenbeispiel, Einflüsse von Temperatur und Druck und der Unterschied zum spezifischen Gewicht.
Dichte ist Masse pro Volumen und eine Stoffeigenschaft: Derselbe Stoff hat dieselbe Dichte, egal wie viel du davon hast.
ρ = m / VSI-Einheit kg/m³; auch g/cm³ und kg/L
Blei hat viel Masse auf kleinem Raum, Federn haben wenig. Umgeformt: m = ρ · V und V = m / ρ.
Wasser: ρ ≈ 1 g/cm³ = 1 kg/L = 1000 kg/m³.
Die meisten Fehler entstehen bei den Einheiten. Es gilt 1 cm³ = 10⁻⁶ m³ und 1 g = 10⁻³ kg, und deshalb ist 1 g/cm³ genau 1000 kg/m³. → Ausführlich in: Einheiten umrechnen
Beispiel: Ein Metallwürfel mit 10 cm Kantenlänge wiegt 2,7 kg.
Und rückwärts: Wie schwer sind 250 cm³ Quecksilber (13,6 g/cm³)? m = ρ · V = 13,6 g/cm³ · 250 cm³ = 3400 g = 3,4 kg.
Die Dichte ist intensiv: Ein kleiner und ein großer Goldbarren haben dieselbe. Masse und Volumen hängen dagegen von der Menge ab (extensiv).
Erwärmen dehnt fast alle Stoffe aus: V steigt, m bleibt, ρ sinkt.
Wasser ist nur zwischen 0 und 4 °C die Ausnahme: Dort zieht es sich beim Erwärmen zusammen. Bei 4 °C ist es am dichtesten, und Eis ist leichter als flüssiges Wasser. → Ausführlich in: Anomalie des Wassers
Gase sind kompressibel: Ihre Dichte schwankt stark mit Druck und Temperatur, in großer Höhe ist die Luftdichte kleiner. Flüssigkeiten und Feststoffe ändern sich kaum. Im Körper ist Knochen dichter als Fettgewebe, bei Osteoporose sinkt die Knochendichte.
Ein Körper steigt, schwebt oder sinkt, je nachdem, ob seine Dichte kleiner, gleich oder größer ist als die des Fluids. Ein Körper mit 800 kg/m³ schwimmt auf Wasser (1000), sinkt aber in Benzin (700). → Ausführlich in: Auftrieb
| Dichte ρ | Spezifisches Gewicht γ | |
|---|---|---|
| Formel | m / V | FG / V = ρ · g |
| Einheit | kg/m³ | N/m³ |
| Auf dem Mond | gleich | kleiner |
| Schwerelos | gleich | null |
Beschriftbare Abbildung
Deine AufgabeBerechne für jeden Würfel ρ = m / V und vergleiche mit Wasser. Sage voraus, welcher Würfel schwimmt, schwebt oder sinkt, und prüfe es am Becken.
Tippe auf eine Beschriftung in der Abbildung, um ihre Erklärung zu lesen.
Interaktive Darstellung
Deine AufgabeVerändere V bei fester Masse und berechne vorab ρ = m / V. Sage voraus, ob der Körper im Wasser sinkt, schwebt oder schwimmt.
