Vom Aufbau der Körper Eigenschaften von Körpern

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6 63760 Große Gegenstände sind schwer – und kleine leicht? V1 Wir messen Volumen und Masse verschiedener Mengen des gleichen Stoffs. a) Stelle einen Messzylinder auf eine elektronische Waage und stelle die Waage auf „0 g“ ein. Schütte kleine Portionen Sand in den Zylinder und bestimme jeweils Volumen und Masse. Halte deine Ergebnisse in einer Tabelle fest. b) Wiederhole den Versuch mit Wasser und Spiritus. Sand Wasser Spiritus … Masse m in g ? ? ? ? Volumen V in cm 3 ? ? ? ? V2 Feste Körper können unregelmäßig geformt sein. Um das Volumen solcher Körper zu messen, gibt es zwei Möglichkeiten: einen großen Messzylinder mit Wasser (Bild 8) oder ein Überlaufgefäß und einen Messzylinder (Bild 9). a) Bestimme die Dichten verschiedener Gegenstände. 7 Vom Aufbau der Körper Die Dichte Vorbereitender Auftrag 1. Mehl, Zucker, Kaffee, Salz, Milch – was ist „leichter“, was ist „schwerer? Auf diese Frage kannst du durch Messungen eine Antwort finden. a) Lebensmittel werden oft in Form von Quadern verpackt. Miss ihre Kantenlängen und berechne das Volumen. Die Masse ist auf der Verpackung angegeben, du kannst sie auch mit einer Küchenwaage messen. Trage die Werte in eine Tabelle ein (Muster rechts). b) Ergänze in einer vierten Zeile der Tabelle eine Rechnung, die eine Antwort auf die Frage „Was ist schwerer?“ gestattet. c) Begründe deine Rechnungen. Mehl Zucker Kaffee … Masse m in g ? ? ? ? Volumen V in cm 3 ? ? ? ? b) Wie lässt sich die Genauigkeit der Volumenmessung mit dem Überlaufverfahren verbessern. V3 Wir bestimmen die Dichte von Luft. Wir messen die Masse m 1 einer luftgefüllten Glaskugel (V = 1l). Dann wird die Luft abgepumpt und wieder die Masse m 2 bestimmt. Die Differenz m 1 –m 2 ergibt die Masse der herausgepumpten Luft. ml 250 200 150 100 50 8 9 61 77
Unterschiedliche Körper können aus demselben Stoff bestehen, denke etwa an Flaschen, Trinkgläser, Fensterscheiben – sie alle bestehen aus Glas. Bei Körpern aus ein und demselben Stoff stehen Masse und Volumen in einem einfachen Zusammenhang. Bild 1 zeigt die Ergebnisse von Messreihen. Die Messpunkte für jede Stoffart liegen auf einer Geraden durch den Ursprung des Koordinatensystems. Daraus folgt: Für jede Stoffart sind Volu- 78 Vom Aufbau der Körper Info: Die Dichte – eine Eigenschaft von Stoffen men und Masse zueinander proportional. Bei proportionalen Zuordnungen haben die Wertepaare stets den gleichen Quotienten. Der Quotient aus Masse und Volumen ist für jede Stoffart konstant. Er ist ein Kennzeichnen des Stoffes und heißt Dichte. Die Dichte hat das Formelzeichen r (rho). Masse m Dichte = Volumen , r = V . Daraus ergibt sich die Einheit der Dichte als 1 kg — m 3 . A1 Ordne folgende Körper nach ihrer Dichte (Á Tabelle im Anhang): Goldmünze, Glasmurmel, Holzlöffel, Rohrzange, Messingschild, Korkuntersetzer. A2 Granit hat eine Dichte von 2,7 g cm3. Was bedeutet die Angabe? A3 Ist Sand schwerer als Wasser? Beschreibe, wie du die Frage in einem Versuch klären kannst. A4 Berechne die Volumina von 1 kg Blei, Gold, Silber, Eisen, Kupfer, Aluminium und Styropor ® . A5 Wie kannst du bei einer Kette prüfen, ob sie aus Gold ist, ohne sie zu beschädigen? 1 m in g 200 150 100 50 m in g V in cm3 in V cm3 Sand 0 39 73 116 144 176 212 225 0 m g 26 1,5 49 1,5 77 1,5 94 115 138 150 1,5 1,53 1,54 1,50 0 20 40 60 80 V in cm3 0 100 120 140 Masse in Abhängigkeit vomVolumen von unterschiedlichen Mengen verschiedener Körper Musteraufgaben: Ein Stück Plastillin (m = 30 g) verdrängt in einem Gefäß 15 ml Wasser. Berechne die Dichte. Lösung: r = m V Wenn man diese Einheit verwendet, erhält man in vielen Fällen recht große Zahlenwerte. Daher gibt man die Dichte meistens in g — cm 3 an: g kg 1 cm 3 = 1000 m 3. Die Dichte ist mit Hilfe anderer Größen, nämlich der Masse und des Volumens, definiert. Man bezeichnet die Dichte daher als abgeleitete Größe – im Gegensatz zu den Grundgrößen wie Masse Kraft und Länge. Da Masse und Volumen ortsunabhängige Größen sind, ist auch die Dichte ortsunabhängig. 30 g g = 3 =2,0 15 cm cm3. Wie groß ist die Masse eines Stücks Plastillin mit einem Volumen von 40 cm3 ? Lösung: r = m , also m = r · V V m =2,0 g cm3 ·40cm3 =80cm3 1 kg Plastillin wird verpackt. Berechne das Volumen. Lösung: r = m , also V=m V r V = 1000 gcm 2,0 g 3 = 500 cm3 2 m in g V in cm3 in V cm3 Wasser 0 30 45 58 71 0 m g 30 1,0 45 1,0 58 1,0 71 1,0 m in g V in cm3 in V cm3 Ethanol 0 20 32 50 80 0 25 40 62 100 m g 0,80 0,80 0,80 0,80 A6 In Bild 2 geht es um Messing. Wie groß ist das Volumen des 50-g- Wägestücks aus Messing? Welche Masse hat ein 1-cm 3 -Würfel aus Messing? A7 Eine Glasscheibe ist 4mm dick, 60 cm breit und 1,20 m hoch. Welche Masse hat die Scheibe? A8 Warum ist bei einer Dichteangabe auch die Angabe der Temperatur wichtig? 10 ml 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 16 ml 63761
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