Arbeitsblatt: Dichte

Die Dichte von Stoffen berechnen Stoffe sind unterschiedlich schwer. Ihre Masse wiegt man mit der Waage in Gramm. Könntest du von jedem Stoff genau 1 cm3 abschneiden und auf eine Waage legen, dann könntest du jedes Mal einen Wert in Gramm ablesen. Diesen Wert nennt man die „Dichte des Stoffes. Beispiele: 1 cm3 Eisen 1 cm3 Wasser Aufgabe: Berechne anhand der Tabelle, wie viel folgende Stoffe bzw. Körper wiegen: 1 cm3 Buchenholz wiegt 3 1 cm Gold wiegt 1 cm3 Spiritus wiegt 10 cm3 Eisen wiegt 5 cm3 Aluminium wiegt wiegt wiegt 7,86 1,0 Die Dichte von einigen Stoffen Stoff Dichte in 3 cm Stoff Dichte in Gold 19,3 Grafit 2,1 – 2,3 Blei 11,35 Ziegel 1,9 Kupfer 8,9 Hartgummi 1,2 Messing 8,5 Holz (Buche) 0,73 Eisen 7,86 Kork 0,25 Zink 7,13 Styropor 0,03 Zinn 7,29 Wasser 1,0 20 cm3 Glas Aluminium 2,7 Salatöl 0,9 wiegt Glas 2,5 Spiritus 0,83 1 Liter Benzin wiegt Beton 1,8 – 2,4 Benzin 0,7 Gegenstände oder Körper kommen in der Wirklichkeit in ganz verschiedenen Größen vor. Du kannst mit einer Waage ihre Masse bestimmen. Du kannst z. B. mit einem Überlaufgefäß ihr Volumen feststellen. Damit rechnest du dann die Dichte des Körpers aus. Das geht auch, wenn der Körper aus verschiedenen Stoffen besteht: Dichte Masse Volumen 3 cm (gelesen: Rho gleich : V) Aufgaben: 1. Alex findet im Keller einige Teile aus Kupfer. Kupfer ist wertvoll und er möchte es verkaufen. Mit einem Überlaufgefäß misst er das Volumen ab: 175 cm3 Sein Kupfer wiegt zusammen 1,55 kg. Hat Alex wirklich Kupfer gefunden? Begründe! 2. Stelle eine 0,5 Liter PET-Flasche Cola und eine 0,5 Liter PET-Flasche Cola-light in ein hohes Becherglas mit Wasser. Begründe deine Beobachtung. (Das Bild rechts gibt nicht das wieder, was du beobachten kannst!) 3. Berechne die Dichte von einem Hühnerei in rohem und in hart gekochtem Zustand. Vergleiche beide Werte. Erkläre die Unterschiede und versuche sie zu begründen. Beschreibe, wie das Hühnerei vor dem Kochen schwimmt und wie danach. Die Dichte von Stoffen berechnen Stoffe sind unterschiedlich schwer. Ihre Masse wiegt man mit der Waage in Gramm. Könntest du von jedem Stoff genau 1 cm3 abschneiden und auf eine Waage legen, dann könntest du jedes Mal einen Wert in Gramm ablesen. Diesen Wert nennt man die „Dichte des Stoffes. Beispiele: 1 cm3 Eisen 1 cm3 Wasser Aufgabe: Berechne anhand der Tabelle, wie viel folgende Stoffe bzw. Körper wiegen: 1 cm3 Buchenholz wiegt 3 wiegt wiegt 7,86 1,0 Die Dichte von einigen Stoffen Stoff Dichte in 3 cm Stoff Dichte in Gold 19,3 Grafit 2,1 – 2,3 0,73 Blei 11,35 Ziegel 1,9 Kupfer 8,9 Hartgummi 1,2 Messing 8,5 Holz (Buche) 0,73 1 cm Gold wiegt 19,3 1 cm3 Spiritus wiegt 0,83 Eisen 7,86 Kork 0,25 10 cm3 Eisen wiegt 78,6 Zink 7,13 Styropor 0,03 5 cm3 Aluminium wiegt 13,5 Zinn 7,29 Wasser 1,0 20 cm3 Glas Aluminium 2,7 Salatöl 0,9 wiegt 50 Glas 2,5 Spiritus 0,83 1 Liter Benzin wiegt 700 Beton 1,8 – 2,4 Benzin 0,7 Gegenstände oder Körper kommen in der Wirklichkeit in ganz verschiedenen Größen vor. Du kannst mit einer Waage ihre Masse bestimmen. Du kannst z. B. mit einem Überlaufgefäß ihr Volumen feststellen. Damit rechnest du dann die Dichte des Körpers aus. Das geht auch, wenn der Körper aus verschiedenen Stoffen besteht: Dichte Masse Volumen 3 cm (gelesen: Rho gleich : V) Aufgaben: 1. Alex findet im Keller einige Teile aus Kupfer. Kupfer ist wertvoll und er möchte es verkaufen. Mit einem Überlaufgefäß misst er das Volumen ab: 175 cm3 Sein Kupfer wiegt zusammen 1,55 kg. Hat Alex wirklich Kupfer gefunden? Begründe! 2. Stelle eine 0,5 Liter PET-Flasche Cola und eine 0,5 Liter PET-Flasche Cola-light in ein hohes Becherglas mit Wasser. Begründe deine Beobachtung. (Das Bild rechts gibt nicht das wieder, was du beobachten kannst!) 3. Berechne die Dichte von einem Hühnerei in rohem und in hart gekochtem Zustand. Vergleiche beide Werte. Erkläre die Unterschiede und versuche sie zu begründen. Beschreibe, wie das Hühnerei vor dem Kochen schwimmt und wie danach. Die Lösungen der Aufgaben: 1. 1550 : 175 cm3 8,857 cm3 Alex hat höchstwahrscheinlich reines Kupfer gefunden, da Kupfer fast dieselbe Dichte hat. 2. Die Cola – Flasche ragt ca. 2 cm weiter aus dem Wasser heraus, als die Cola-light-Flasche. Wenn beide Flaschen ganz voll sind, sinkt die Cola-Flasche zum Boden und die Cola-light Flasche schwimmt, bzw. schwebt oben. Bei unserem Versuch wog die Cola-Flasche 568 g, die Cola-light Flasche 546 Erklärung: Cola mit Zucker hat eine höhere Dichte, als Cola-light mit Süßstoff. Die leeren PET-Flaschen sind beide gleich. 3. Da Hühnereier verschieden groß sind, hier einige Dichteberechnungen: Gewicht Volumen Dichte 65 63 cm3 1,03 cm3 1. Ei (gekocht) 64,2 63 cm3 1,019 cm3 2. Ei (roh) 63,3 59 cm3 1,072 cm3 2. Ei (gekocht) 62,5 59 cm3 1,059 cm3 3. Ei (roh) 65,5 62 cm3 1,056 cm3 3. Ei (gekocht) 64, 8 62 cm3 1,045 cm3 1. Ei (roh) g Das Gewicht und damit die Dichte (das Volumen bleibt ja gleich) nehmen mit zunehmendem Alter der Eier ab. Grund: Wasseranteile gehen auch durch die intakte Eierschale hindurch verloren. Dies geschieht besonders dann, wenn man das Ei 5 Minuten lang hart kocht, auch wenn man kein Loch in die Schale piekt und das Ei völlig ganz bleibt. In unseren Versuchen betrug der Verlust pro Ei durch Kochen zwischen 0,7 und 0,9 g. Rohe Eier sinken, wenn sie frisch sind, in Wasser sofort zu Boden. Nach dem Kochen schweben sie eher am Boden oder stellen sich dort leicht auf. Dichteberechnungen (Nicht-)Schwimmen Wasserverdrängung 1 Wie • Wie kann man einen Kaugummi zum Schwimmen bringen? • Warum kann man im Meerwasser die Hände aus dem Wasser halten ohne zu tauchen, in unseren Seen geht das aber nicht? 2 Nicht überall wo Cola draufsteht ist auch Cola drin • Bezeichnet man die Cola light als light weil sie im Wasser schwimmt? 3 Das Tote Meer 4 Hoher Auftrieb im Salzwasser 5 Eier-Test • Warum stellt sich das Ei im Wasser senkrecht auf, wenn es nicht mehr geniessbar ist? 6 Was für ein Partyknüller 7 Löse die folgenden Aufgaben. Verwende die nachfolgende Tabelle falls nötig. 1. Erstelle eine Rangliste, beginnend mit dem schwersten Stoff: Beton, Sand, Gold, Blei, Kork, Sauerstoff, Olivenöl und Eichenholz. 1 2 3 4 5 6 7 8 Gold Blei Beton Sand Olivenöl Eichenholz Kork Sauerstoff 2. Wenn ein Baumstamm aus Fichtenholz im Wasser schwimmt, wie viele Prozent vom Baumstamm kannst du vom Ufer aus sehen? Wie gross ist der Anteil bei Eichenholz? Vom Baumstamm aus Fichtenholz kann 50%, vom Baumstamm aus Eiche können lediglich 10% gesehen werden. 3. Wie schwer ist 1m3 Aluminium? Wie schwer ist 1cm3 Silber? Wie viel und wie schwer ist 1 Liter Olivenöl? 1m3 Aluminium ist 2.7t, 1cm3 Silber ist 10.5g schwer und 1 Liter Olivenöl findet sich in 1dm3 und wiegt 0,91kg. 4. Miss Länge, Breite und Dicke vom Natura und berechne seine Dichte wenn es 1,35kg wiegt. Das Buch (20x26x2.8cm1456cm3) hat eine Dichte von roh1350/14560.93kg/dm3 und würde schwimmen. 5. Das Kilogramm Eisen ist 3x billiger als Aluminium. Was ist nun teurer, 1m3 Eisen oder 3m3 Alu (schaue in der Tabelle bei Eisen)? 1m3 Eisen 7.8t, 3m3 Alu 8.1t. Das Eisen ist in diesem Fall billiger. 6. Das Schulzimmer misst etwa 8m 10m 3m. Wie viele kg Luft befinden sich in diesem Raum? m240m3 0.012 t/m3 2,88t Luft 7. ÜBERLEGE GUT: Gold schmilzt bei 1064,2C. Wenn Gold auf 1111C erhitzt wird und danach Quecksilber dazugegeben wird, sinkt das Quecksilber oder schwimmt es auf dem Gold? Das Quecksilber verdampft. Wie beim Trennen von Alkohol und Wasser. Au Hg Smp Sdp (1064,18 C) (38,83 C) (2856 C) (356,73 C) mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm mmmmmmmmmm Feste Stoffe Flüssige Stoffe Name Dichte in g/cm3 Name Dichte in g/cm3 Styropor 0,015 Kork 0,15 Alkohol 0,79 Fichtenholz 0,5 Olivenöl 0,91 Eichenholz 0,9 Wasser 1,0 Sand 1,5 Quecksilber 13,6 Beton 2,1 Glas 2,5 Granit 2,8 Aluminium 2,7 Zink 7,1 Eisen 7,8 Messing 8,3 Kupfer 8,9 Wasserstoff 0,000090 Silber 10,5 Luft 0,0012 Blei 11,3 Sauerstoff 0,0014 Gold 19,3 Kohlendioxid 0,0020 Gasförmige Stoffe Name Dichte in g/cm3 bei Normalbedingungen Aufgaben zur Dichte Dichte: [g/cm3 oder kg/m3 oder t/m3] Masse: [g oder kg oder t] Volumen: [cm3 oder m3 oder m3] 1. Schmieröl der Masse 1,5 kg wird in ein Messglas gegossen. Am Messglas liest man ein Volumen von 1770 cm 3 ab. Berechne die Dichte der verwendeten Schmierölsorte. 2. Eine Messflasche nimmt bei vollständiger Füllung genau 10 cm 3 Flüssigkeit auf. Mit Hilfe einer solchen Messflasche soll die Dichte von Benzin bestimmt werden. Die Messflasche hat leer die Masse 1 35,7 g, mit Füllung die Masse 2 42,9 g. Berechne die Dichte des Benzins. 3. Eine Styroporplatte mit der Dichte 0,017 4. Welches Volumen haben 60 kg Luft bei einer Dichte von 0,0012 ist 1,20 lang, 70 cm breit und cm 3 45 mm hoch. Berechne die Masse der Styroporplatte. ? Gib das cm 3 Volumen auch in Liter an! Aufgaben zur Dichte Dichte: [g/cm3 oder kg/m3 oder t/m3] Masse: [g oder kg oder t] Volumen: [cm3 oder m3 oder m3] 1. Schmieröl der Masse 1,5 kg wird in ein Messglas gegossen. Am Messglas liest man ein Volumen von 1770 cm 3 ab. Berechne die Dichte der verwendeten Schmierölsorte. 2. Eine Messflasche nimmt bei vollständiger Füllung genau 10 cm 3 Flüssigkeit auf. Mit Hilfe einer solchen Messflasche soll die Dichte von Benzin bestimmt werden. Die Messflasche hat leer die Masse 1 35,7 g, mit Füllung die Masse 2 42,9 g. Berechne die Dichte des Benzins. 3. Eine Styroporplatte mit der Dichte 0,017 4. Welches Volumen haben 60 kg Luft bei einer Dichte von 0,0012 ist 1,20 lang, 70 cm breit und cm 3 45 mm hoch. Berechne die Masse der Styroporplatte. Volumen auch in Liter an! ? Gib das cm 3 Die Hausfrau und das Ei. Woran kann man erkennen, ob ein Ei geniesbar und frisch ist, oder alt und gar verdorben? Das kann man einem Ei von außen kaum ansehen und wenn man es dann gegessen hat, ist es zu spät! Wie kann man also schon vorher feststellen, ob das Ei geniesbar ist? Auch andere organische Strukturen wie z.B. Eier haben eine ähnliche Dichte wie wir Menschen etwas mehr als 1 / cm3. Die Dichte eines Eis verändert sich aber im Laufe der Zeit. Dies macht sich die Hausfrau mit folgendem Test zu Nutze, sie legt das Ei in ein Glas mit Wasser: Ist das Ei frisch, hat es eine Dichte von mehr als 1 / cm3, es sinkt ab und liegt flach am Boden. Wenn man ein Ei lagert, dann verdunstet Wasser durch die poröse Eischale. Die Luftblase im Ei wird dabei größer. Bei gleichem äußeren Volumen wird die Masse des Eis also im Laufe der Zeit kleiner mit anderen Worten, seine Dichte m V nimmt ab. Ein Ei, das immer noch am Boden des Gefäßes ist, sich aber aufrichtet, ist dann schon zwei bis drei Wochen alt und sollte bald gegessen werden. Es richtet sich auf, weil die Luftblase an der Spitze des Eis ist. Wird das Ei noch älter, nehmen seine Masse und seine Dichte noch weiter ab. Schließlich sinkt das Ei gar nicht mehr ab, sondern schwimmt, nun ist seine Dichte kleiner als 1 / cm3 Ein solches Ei, das im Wasserglas schwimmt, ist etwa 2 Monate alt und nicht mehr geniesbar. Weg damit! Dieses Ei ist frisch Cola oder Cola-Light? Die meisten Erfrischungsgetränke haben einen sehr hohen Zuckeranteil. Dadurch haben sie auch eine größere Dichte als Wasser. Legt man also eine Dose mit Cola ins Wasser, so wird sie absinken. Weil Zucker dick macht, greifen ernährungsbewusste Menschen dann oft zur light Version des gleichen Getränks. Bei dieser ist der Zucker durch Süßstoff ersetzt. Daher ist bei diesen Getränken die Dichte geringer. Je nach den anderen Bestandteilen kann dann sogar die gesamte Dichte des Getränks kleiner als 1 /cm3 werden. Eine Dose mit einem solchen Getränk schwimmt dann im Wasser. Die Cola-Dose sinkt, die Cola-Light-Dose schwimmt. Partigag und Überraschung im Selbstbedienungsrestaurant. Sieht der Inhalt dieses Trinkglases nicht lustig aus? Zuerst wurde Limonade eingefüllt (z.B. Fanta). Danach wurde die zweite Hälfte des Glases mit Cola-Light befüllt. Die Limonade hat wegen des großen Zuckergehalts eine größere Dichte und bleibt daher unten im Glas, das Cola-Light mit kleinerer Dichte bleibt oben. Es dauert schon mehrere Minuten vor allem wenn die Getränke kalt sind bis sich die beiden Flüssigkeiten durchmischen und ein gleichmäßiges Spezi entsteht. Füllt man in umgekehrter Reihenfolge ein also zuerst Cola-Light und dann Fanta dann klappt der Trick nicht. Die Flüssigkeiten durchmischen sich sofort. Lustig: Spezi einmal getrennt Auch bei richtiger Reihenfolge muss der Trick nicht immer gelingen: Fertiggetränke aus dem Supermarkt haben oft eine etwas andere Dichte als das gleiche Produkt im Selbstbedienungsrestaurant. Dort wird das Getränk meist aus Konzentrat und Wasser gemischt. Die Chance, dass der Trick funktioniert, ist dort höher. Thema: 1 Einführung Naturlehre Ort/Schulhaus: KSR Datum: 26.08.09 27.08.09 Zeit: 1A 1C 22 22 Anzahl Ort: Klasse: Material 0800-0850 0850-1035 0950-11.25 1310-1445 1500-1635 NL 202 NL 205 Zeit Was? Wie? Material/Medien 5 5 Plenum Plenum ppt 1-2 Cola und Cola light, Aquarium, ppt 3 AB 12 5 Repe Dichte und Fragen Demo mit Cola und Cola light im Aquarium schwimmen lassen AB Aufgaben 1-4 zu Dichte lösen lassen und korrigieren. Muss allen klar sein. AB Aufgaben 5-7 zu Dichte lösen lassen und korrigieren. Beispiel anschauen und in Bank diskutieren 15 5 5 10 10 15 EA Plenum EA Plenum PA LapTop Beamer ppt 4-6 AB Schiff in der Badewanne lösen und korr Hefteintrag Fragen Demos: Plenum Plenum Plenum 15 AB Dichteanomalie des Wassers lösen EA/Plenum ppt 7 ppt 8-10 1 Ei, Cola und 2xCola light, Fanta, Aquarium, Trinkglas ppt 11-12 AB 12 Evt Mit HA beginnen (AB Martina) HA AB beenden NL 3.4 Repe Dichte Löse die folgenden Aufgaben. Verwende die nachfolgende Tabelle falls nötig. 1. Erstelle eine Rangliste, beginnend mit dem schwersten Stoff: Beton, Sand, Gold, Blei, Kork, Sauerstoff, Olivenöl und Eichenholz. 2. Wenn ein Baumstamm aus Fichtenholz im Wasser schwimmt, wie viele Prozent vom Baumstamm kannst du vom Ufer aus sehen? Wie gross ist der Anteil bei Eichenholz? 3. Wie schwer ist 1m3 Aluminium? Wie schwer ist 1cm3 Silber? Wie viel und wie schwer ist 1 Liter Olivenöl? 4. Miss Länge, Breite und Dicke vom Natura und berechne seine Dichte wenn es 1,35kg wiegt. 5. Das Kilogramm Eisen ist 3x billiger als Aluminium. Was ist nun teurer, 1m3 Eisen oder 3m3 Alu (schaue in der Tabelle bei Eisen)? 6. Das Schulzimmer misst etwa 8m 10m 3m. Wie viele kg Luft befinden sich in diesem Raum? 7. ÜBERLEGE GUT: Gold schmilzt bei 1064,2C. Wenn Gold auf 1111C erhitzt wird und danach Quecksilber dazugegeben wird, sinkt das Quecksilber oder schwimmt es auf dem Gold Feste Stoffe Flüssige Stoffe Name Dichte in g/cm3 Name Dichte in g/cm3 Styropor 0,015 Kork 0,15 Alkohol 0,79 Fichtenholz 0,5 Olivenöl 0,91 Eichenholz 0,9 Wasser 1,0 Sand 1,5 Quecksilber 13,6 Beton 2,1 Glas 2,5 Granit 2,8 Aluminium 2,7 Zink 7,1 Eisen 7,8 Messing 8,3 Kupfer 8,9 Silber 10,5 Blei 11,3 Gold 19,3 Gasförmige Stoffe Name Dichte in g/cm3 bei Normalbedingungen Wasserstoff 0,000090 Luft 0,0012 Sauerstoff 0,0014 Kohlendioxid 0,0020 Löse die folgenden Aufgaben. Verwende die nachfolgende Tabelle falls nötig. 1. Erstelle eine Rangliste, beginnend mit dem schwersten Stoff: Beton, Sand, Gold, Blei, Kork, Sauerstoff, Olivenöl und Eichenholz. 1 2 3 4 5 6 7 8 Gold Blei Beton Sand Olivenöl Eichenholz Kork Sauerstoff 2. Wenn ein Baumstamm aus Fichtenholz im Wasser schwimmt, wie viele Prozent vom Baumstamm kannst du vom Ufer aus sehen? Wie gross ist der Anteil bei Eichenholz? Vom Baumstamm aus Fichtenholz kann 50%, vom Baumstamm aus Eiche können lediglich 10% gesehen werden. 3. Wie schwer ist 1m3 Aluminium? Wie schwer ist 1cm3 Silber? Wie viel und wie schwer ist 1 Liter Olivenöl? 1m3 Aluminium ist 2.7t, 1cm3 Silber ist 10.5g schwer und 1 Liter Olivenöl findet sich in 1dm3 und wiegt 0,91kg. 4. Miss Länge, Breite und Dicke vom Natura und berechne seine Dichte wenn es 1,35kg wiegt. Das Buch (20x26x2.8cm1456cm3) hat eine Dichte von roh1350/14560.93kg/dm3 und würde schwimmen. 5. Das Kilogramm Eisen ist 3x billiger als Aluminium. Was ist nun teurer, 1m3 Eisen oder 3m3 Alu (schaue in der Tabelle bei Eisen)? 1m3 Eisen 7.8t, 3m3 Alu 8.1t. Das Eisen ist in diesem Fall billiger. 6. Das Schulzimmer misst etwa 8m 10m 3m. Wie viele kg Luft befinden sich in diesem Raum? m240m3 0.012 t/m3 2,88t Luft 7. ÜBERLEGE GUT: Gold schmilzt bei 1064,2C. Wenn Gold auf 1111C erhitzt wird und danach Quecksilber dazugegeben wird, sinkt das Quecksilber oder schwimmt es auf dem Gold? Das Quecksilber verdampft. Wie beim Trennen von Alkohol und Wasser. Au Hg Smp Sdp (1064,18 C) (38,83 C) (2856 C) (356,73 C) mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm mmmmmmmmmm Feste Stoffe Flüssige Stoffe Name Dichte in g/cm3 Name Dichte in g/cm3 Styropor 0,015 Kork 0,15 Alkohol 0,79 Fichtenholz 0,5 Olivenöl 0,91 Eichenholz 0,9 Wasser 1,0 Sand 1,5 Quecksilber 13,6 Beton 2,1 Glas 2,5 Granit 2,8 Aluminium 2,7 Zink 7,1 Eisen 7,8 Messing 8,3 Kupfer 8,9 Wasserstoff 0,000090 Silber 10,5 Luft 0,0012 Blei 11,3 Sauerstoff 0,0014 Gold 19,3 Kohlendioxid 0,0020 Gasförmige Stoffe Name Dichte in g/cm3 bei Normalbedingungen Freedom of the Seas 1 Daten: • 158000 • vier Decks hohe, 9 breite und 135 lange Einkaufspromenade • Theater mit 1350 Sitzplätzen • Eislaufbahn mit 800 Sitzplätzen im Zuschauerrang • Kletterwand (ca. 169 m) • Surfpark („stehende Welle zum Wellenreiten) • 2200 m Bade- und Erlebnislandschaft • Boxring • Basketballfeld in Originalgröße • Neun-Loch-Mini-Golfplatz 2 Schwimmt das Schiff in einer grossen Badewanne? Wasserverdrängung Hat ein Körper die kleinere Dichte als Wasser, schwimmt es auf dem Wasser. Oder anderst ausgedrückt: Ist die verdrängte Masse des Wassers grösser als die Masse das Körpers, schwimmt der Körper. 4 Frage: Als am Toten Meer Krieg herrschte, haben die Gegner Kriegschiffe gebaut, welche aber alle umgekippt sind, als man sie ins Meer gesetzt hat. Warum wohl? Warum fliegt ein gasgefüllter Ballon davon? 5 Schiff in der Badewanne: Diskutiere: Wenn du für die Freedom of the Seas, welche 158 000t wiegt eine Badewanne, baust und der Schiffsrumpf überall genau 1mm Abstand von der Badewanne hätte, würde das Schiff dann schwimmen? Diskutiere das mit deinem Banknachbarn. Lösung: Löse: Sicher hat du schon festgestellt, dass du auf dem Wasser schwimmst, wenn du eingeatmet hast, aber im Wasser sinkst, wenn du kaum Luft ein deiner Lunge hast. Warum? Lösung: Löse: Ein Apfel mit einem Gewicht von 200g fällt von einem Baum in den See. Sein Volumen beträgt 0,25dm3. Schwimmt der Apfel? Und wenn ja, wie viel Wasser verdrängt er? Lösung: Merke: NL 3.2 Anomalie des Wassers Dichteanomalie des Wassers Zur Erinnerung Masse [m]: Volumen [V]: Dichte []: Anzahl Teilchen Das Volumen ist der räumliche Inhalt eines Stoffes. Anzahl Teilchen pro Volumen Repetition: Berechnung der Dichte Die meisten natürlichen Stoffe und Wasser über 4C Beim Erwärmen dehnen sie sich aus, das heisst ihr Volumen nimmt zu und ihre Dichte verringert sich. Beim Abkühlen hingegen verringert sich ihr Volumen und ihre Dichte nimmt zu. Wasser unter 4C Wasser unter 4C verhält sich genau umgekehrt. Beim Erwärmen verringert es sein Volumen und die Dichte nimmt zu. Beim Abkühlen dehnt es sich aus, das heisst das Volumen nimmt zu und die Dichte verringert sich. Dieses spezielle Phänomen nennt man die Dichteanomalie des Wassers, weil sich das Wasser unter 4C anders verhält als s bei Stoffen sonst üblich ist. Aufgabe: Zeichne in jedes der beiden Diagramme folgende Kurven: für die meisten natürlichen Stoffe (grün) für Wasser (blau) für Wasser, wie wir es erwarten würden (blau gestrichelt) Dichteänderung in Abhängigkeit von der Temperatur 1 NL 3.2 Anomalie des Wassers Volumenänderung in Abhängigkeit von der Temperatur 1003 1002,5 1002 1001,5 1001 1000,5 1000 999,5 Temp. [C] Dichte [g/dm3] Eis ca. 918 0 3,98 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 999,84 1000,00 999,96 999,70 999,10 998,20 997,04 995,64 994,03 992,21 990,21 988,03 985,69 983,19 980,55 977,76 974,84 971,79 968,61 965,30 961,88 958,35 Folgen der Dichteanomalie des Wassers • Eis schwimmt auf dem Wasser, da es eine geringere Dichte als kaltes Wasser hat. • Eis hat ein grösseres Volumen als Wasser von 4C. Beim Gefrieren (Erstarren) dehnt sich das Wasser daher aus, was zu Schäden in Leitungen, Felswänden und auf Strassen führen kann. • Die Dichteanomalie des Wassers ist lebensnotwendig für das Leben im Wasser. Am Seegrund hat das Wasser die höchste Dichte und ist somit 4C. Kälteres Wasser hat eine geringere Dichte und schwimmt daher auf dem Wasser von 4C. So ist auch im Winter die Temperatur an einem Seegrund nicht kälter als 4C. Der See friert von oben und nicht von unten zu, so dass es Fischen möglich ist, am Grund des Gewässers zu überwintern. Die Tabelle zeigt die Dichte [] in Abhängigkeit von der Temperatur. 2 Dichteanomalie des Wassers Zur Erinnerung Masse [m]: Volumen [V]: Dichte []: Anzahl Teilchen Das Volumen ist der räumliche Inhalt eines Stoffes. Anzahl Teilchen pro Volumen Repetition: Berechnung der Dichte Dichte Masse Volumen V Die meisten natürlichen Stoffe und Wasser über 4C Beim Erwärmen dehnen sie sich aus, das heisst ihr Volumen nimmt zu und ihre Dichte verringert sich. Beim Abkühlen hingegen verringert sich ihr Volumen und ihre Dichte nimmt zu. Wasser unter 4C Wasser unter 4C verhält sich genau umgekehrt. Beim Erwärmen verringert es sein Volumen und die Dichte nimmt zu. Beim Abkühlen dehnt es sich aus, das heisst das Volumen nimmt zu und die Dichte verringert sich. Dieses spezielle Phänomen nennt man die Dichteanomalie des Wassers, weil sich das Wasser unter 4C anders verhält als s bei Stoffen sonst üblich ist. Aufgabe: Zeichne in jedes der beiden Diagramme folgende Kurven: für die meisten natürlichen Stoffe (grün) für Wasser (blau) für Wasser, wie wir es erwarten würden (blau gestrichelt) Dichteänderung von 1m3 Wasser in Abhängigkeit von der Temperatur Dichte [kg/m3] 1 Volumenänderung von 1t Wasser in Abhängigkeit von der Temperatur Volumen [m3] 1003 1002,5 1002 1001,5 1001 1000,5 1000 999,5 Temp. [C] Dichte [g/dm3] Eis ca. 918 0 3,98 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 999,84 1000,00 999,96 999,70 999,10 998,20 997,04 995,64 994,03 992,21 990,21 988,03 985,69 983,19 980,55 977,76 974,84 971,79 968,61 965,30 961,88 958,35 Folgen der Dichteanomalie des Wassers • Eis schwimmt auf dem Wasser, da es eine geringere Dichte als kaltes Wasser hat. • Eis hat ein grösseres Volumen als Wasser von 4C. Beim Gefrieren (Erstarren) dehnt sich das Wasser daher aus, was zu Schäden in Leitungen, Felswänden und auf Strassen führen kann. • Die Dichteanomalie des Wassers ist lebensnotwendig für das Leben im Wasser. Am Seegrund hat das Wasser die höchste Dichte und ist somit 4C. Kälteres Wasser hat eine geringere Dichte und schwimmt daher auf dem Wasser von 4C. So ist auch im Winter die Temperatur an einem Seegrund nicht kälter als 4C. Der See friert von oben und nicht von unten zu, so dass es Fischen möglich ist, am Grund des Gewässers zu überwintern. Die Tabelle zeigt die Dichte [] in Abhängigkeit von der Temperatur. 2