Dichtheid
Dichtheid is het vaste gewicht (de massa) van een stof per bepaalde grootte (het volume).
Wat is dichtheid?
Alles op aarde heeft een andere samenstelling. Het ene voorwerp is licht een ander voorwerp is zwaar. Elk voorwerp heeft een massa en die massa is verschillend per voorwerp. De dichtheid van een voorwerp heeft te maken hoeveel massa het voorwerp heeft.
Voorbeeld: een pingpongbal en een golfbal zijn even groot alleen in gewicht zijn ze allebei anders. Een pingpong bal blijft drijven op het water en een golfbal zal zinken in het water. De pingpong bal is van binnen hol en is gevuld met lucht. Een golfbal is helemaal dicht (massief) van binnen.
Stofdeeltjes
In de wetenschap noemen we alle voorwerpen, materialen eigenlijk alles om ons heen een stof.
Alle stoffen hier op aarde bestaan uit hele kleine deeltjes die moleculen heten en die moleculen zijn altijd in beweging. Ook wij mensen bestaan uit moleculen. De moleculen zijn wel allemaal anders samengesteld. Er zijn drie verschillen. Zo heb je een vaste stof, een vloeibare stof en een gas stof.
- Een vaste stof kun je zien, aanraken, vast pakken en tegen aan leunen. Bijvoorbeeld: Tafel, Muur, deur, beker enzovoort. De moleculen zitten dicht op elkaar. De moleculen van een vaste stof bewegen daarom heel traag. (Probeer maar is met vijf mensen dicht tegen elkaar aan staan en dan tegelijk heen en weer te springen...... is best lastig hé!)
- Een vloeibare stof kun je zien en aanraken, alleen kun je het niet vast pakken. Bijvoorbeeld: Water, olie, stroop, honing enzovoort. De moleculen van vloeibare stof hebben iets meer ruimte om te bewegen. Je kunt water drinken en je kan er ook in zwemmen. Vloeibare stoffen blijven wel graag aan je kleven.
- Een gas stof of damp kun je (bijna) niet zien of aanraken, wel kun je het voelen of vangen in een ballon. Bijvoorbeeld: zuurstof, Kooldioxide (CO2), Kookgas, stikstof enzovoort. De moleculen bewegen zo snel dat ze ver van elkaar bewegen. Als de wind blaast en je moet tegen de wind in fietsen voel je hoe de lucht tegen je aandrukt.
Vloeistoffen dichtheid
Alle stoffen hebben een andere dichtheid. De ene stof is lichter dan de andere stof. Ook vloeistoffen hebben een verschillende dichtheid. Je kunt onderzoeken hoe de dichtheid is van verschillende vloeistoffen door ze in een glas te doen. Zie afbeelding met welke stoffen je de vloeistoffen lagen kunt onderzoeken. Zo blijft het lichtere slaolie drijven op water.
Wanneer je de slaolie als eerste in het glas doet en daarna het water zie je dat de olie naar boven drijft. Dit komt omdat vloeistof een lage dichtheid heeft dan water. Stroop heeft de hoogste dichtheid en zal zinken naar de bodem.
Dichtheid berekenen
Alle stoffen hebben een andere dichtheid. De ene stof is zwaarder dan een andere. Er zijn stoffen die de zelfde vorm hebben maar niet de zelfde massa. Net als de pingpongbal en de golfbal ze lijken het zelfde maar de golfbal heeft meer massa dan een pingpongbal en is daardoor ook zwaarder. Een loden rechthoekige blok is zwaarder dan een zelfde rechthoekige blok aluminium. Ze hebben de dezelfde afmeting maar lood heeft een hogere dichtheid (meer massa) en daardoor ook zwaarder.
Bij dichtheid bereken je de hoeveelheid massa die aanwezig is in de volume van een bepaalt voorwerp of ruimte. Als je de massa (massa omzet naar gram) van een stof met een bepaald volume (volume omzet naar kubieke centimeter = cm3 ) terug rekent naar de massa van 1 cm3 dan is dit de dichtheid. De formule van dichtheid te berekenen ziet er zo uit: p = m ÷ v (Dichtheid gedeeld door massa en volume)
P - Staat voor dichtheid.
M - Staat voor massa.
V - staat voor volume.
Het soortelijk gewicht is eigenlijk een verouderde term voor de massadichtheid of soortelijke massa. Het is ook hier het gewicht van een bepaalde stof waarbij men er van uit gaat dat de ene stof dezelfde afmetingen heeft als de andere stof.
Neem een blok beton van 1 kubieke meter. Dat is bijna 2½ keer zwaarder dan een blok piepschuim (polystyreen) ook van 1 kubieke meter.
Zo heb je verschillende houtsoorten waarbij balsahout heel licht is en Azobé hout juist heel zwaar.
In alle gevallen heeft het dus te maken met de dichtheid van de stof of materiaal.
Traditioneel duidt men dichtheid aan met de Griekse letter ρ (Rho). Nogmaals in een rekenformule is het:
| m (massa in kg) | |
| ρ (dichtheid in kg/dm³) = | ———————————— |
| V (volume in dm³) |
Zo heeft aluminium een dichtheid van 2,755 kg/dm³, terwijl lood een dichtheid heeft van 11,3 kg/dm³. Dus als beide een blok of kubus van 10 bij 10 bij 10 centimeter zijn (= dm³) dan weegt aluminium 2,755 kg en lood 11,3 kg.
Officieel is dat gemeten bij 20 °C.
De dichtheid van een vloeistof of een gas wordt anders bepaald. Hierbij spelen druk en temperatuur namelijk een belangrijke rol.