dichte berechnen-wie verändert sich die dichte?
hallo! wir wollten im chemie unterricht herausfinden ob 5 cent-münzen wirklich aus reinem kupfer hergestellt sind. dabei haben wir die dichte von der münze ausgerechnet und sie mit der dichte von kupfer verglichen(also dem wert der in unserem buch steht. wir haben für die dichte der münze 6,75 g/cm^3 raus und im buch steht 8,96 g/cm^3. das heißt es wurde etwas mitgemischt, da sich die dichte verändert hat. meine frage: warum verringert sich die dichte? warum wird sie nicht größer? oder hat das mit dem volumen zu tun? sry ich verstehe allein das mit der dichte noch net so gut...kann mir jm dabei helfen? danke schon mal im vor raus!
5 Antworten
Die Dichte des gegenstandes wird geringer wenn man es mit etwas mischt das eine geringere dichte hat. logisch. Und andersrum natürlich schwerer wenn man etwas untermischt das Dichter ist. Dichte sagt dir wie viel gewicht du in einem bestimmten volumen hast. Man kann also das gewicht von dingen ausrechnen ohne sie zu wiegen, sondern nur indem man weiß aus was sie bestehen und wie groß sie sind! Ist das so nachvollziehbar?
Nicht ganz. Die Dichte von Kupfer ändert sich nie. Aber wenn du etwas hinzu mischt ist es ja nicht mehr nur kupfer, sondern ein gemisch. Und dieses Gemisch hat dann die durchschnitts-dichte der beiden stoffe, welche aber auch noch davon abhängt wie viel von welchem stoff drin ist. Dichten von Stoffen bleiben immer gleich. Die neue dichte die du also hast ist die Gemisch-dichte.
Die dichte eines stoffes bezeichnet die masse in einem bestimmten volumen, dh. Wie viel masse steckt in einem kleinen cm^3 würfel drin, das ist die dichte! Ist in der münze ein anderer stoff drin, mit weniger dichte, so wird die dichte niedriger, weil die dichte von dem neu entstandenen material eine mischdichte ist von den dichten der beiden materialien, wie viel leichter sie wird hängt vom verhältnis der beiden gemischten stoffe ab! Aber merk dir, so wie bei km/h (wie viele kilometer lege ich innerhalb einer stunde zurück wenn ich so schnell fahre) so ist bei der dichte g/cm^3 (wie viel gramm masse habe ich in einem volumen von einem cm^3)
Also wenn du z.b. ne ich fange noch einmal an. Das was du nicht verstehst ist das mit der Vermischung! Dann stell Dir vor(wie es auch ist) das eine Stahl Münze nur mit Kupfer über zogen ist. Also der Kern der Münze ist nicht aus Kupfer. Wenn du jetzt den Kern und die Hülle gemeinsam wiegst kommst du auf dein Gewichts Ergebnis. Teilst du das durch das Volumen hast du die "misch" dichte. Also nicht von Kupfer und nicht von Stahl. Sondern von deiner Münze.
Kupfer hat wohl einfach eine höhere Dichte als das was noch reingemischt wurde. Dadurch verringert sich dementsprechend die Dichte im Vergleich zum Reinstoff.
aber warum verringert sie sich denn? ich check das nicht...
Du hast Kupfer und Stoff B. Kupfer hat eine höhere Dichte als Stoff B, also wiegt Kupfer mehr Gramm pro cm^3. Nun sagen wir, du machst eine Mischung aus Kupfer und Stoff B mit den Anteilen 80% und 20%. Logisch ist jetzt, dass diese Mischung eine niedrigere Dichte hat als reines Kupfer, da du 20% des Kupfers wegnimmst und mit einem Stoff ersetzt, der eine geringere Dichte hat, womit sich die Gesamtdichte verringert.
Alles klar?
aber was wenn man in der cent münze einen kupfer anteil von 80% hat und stoff b nur zu 20 % mitgemischt ist? wie verändert sich die dichte dann?
Genau davon habe ich doch gesprochen. Im Vergleich zu 100% Kupfer ist die Dichte geringer, sofern Stoff B eine geringere Dichte als Kupfer.
wenn du 80% kupfer und 20% Stoff B hast dann rechnest du die dichte folgerdermaßen aus:
80*(Dichte von kupfer) + 20*(Dichte von StoffB) und das was da bei raus kommt geteilt durch 100 (denn 100% gesamt). Denn 80+20=100.
Du kannst nicht wirklich davon ausgehen, daß die Dichte linear mit der Zusammensetzung (wie auch immer) der Mischung variiert. Das gilt nicht einmal für ideale Lösungen (dort ist das molare Volumen lienar an die Stoffmengenanteile gebunden, was bedeutet, daß die Dichte es nicht sein kann).
Die 5-Cent-Münze besteht das verkupfertem Stahl, wenn man Wikipedia trauen kann: https://en.wikipedia.org/wiki/5_cent_euro_coin
Nun ist es so, daß Kupfer eine Dichte von knapp 8 g/cm³ hat, und Stahl je nach Zusammensetzung so ungefähr 7 bis 8 g/cm³. Mit den Angaben auf der Wikipedia-Seite (Größe und Masse) krieg ich eine Dichte von 6.62 g/cm³, also ungefähr das, was Du auch gemessen hast.
Irgendetwas stimmt also nicht zusammen. Ich vermute, daß man bei den Euro-Münzen irgendeinen Leichtstahl genommen hat (legiert mit Titan, Aluminium, Magnesium, Wasweißichnium), da sind 6 bis 7 Gramm pro cm³ durchaus möglich. Nix Genaues weiß ich aber nicht.
Die Frage wurde schon mal gestellt, aber nicht wirklich beantwortet: https://www.gutefrage.net/frage/warum-ist-die-dichte-einer-cent-muenze-niedriger-als-die-von-stahl-und-kupfer
Ich habe mal ein paar Tags nachgetragen, die vielleicht Numismatiker anlocken könnten. Ohne genaues Wissen, welche Art von Stahl da verwendet wurde, kriegen wir es wohl nicht gebacken.
ja ich denke schon.... also wenn man etwas beimischt was einere geringere dichte hat als der stoff (in dem fall kupfer) verringert sich auch die dichte vom kupfer? aber warum ist das so? (sry wenn ich so viel frage.... ich denke ich sollte es einfach so hin nehmen oder) :)?