Dichte und Dichtemessung

Untertitel: Ein Loch extremer Dichte

Ein einfaches Beispiel für eine abgeleitete Größe ist die Geschwindigkeit. Sie hat die Einheit `m/s` (oder `{km}/h`, aber das ist keine Sl-Einheit). Eine andere abgeleitete Größe ist die Dichte. Sie gibt die Masse pro Volumen an und hat daher die Sl-Einheit `{kg}/m^3`.

Die Dichte hat in der Physik den griechischen Buchstaben „rho„ (`rho`):

$Dichte = \frac{Masse}{Volumen} $

$\rho = \frac{m}{V}$

$[\rho] = \frac{[m]}{[V]} = \frac{1kg}{1m^3} = 1 \frac{kg}{m^3}$

Weitere Dichtetabellen

Generell kann man sagen: Hat ein Stoff eine geringere Dichte als ein anderer, dann steigt er auf (außer es sind beides Festkörper). Auf Wasser schwimmen daher Kork, Holz, Öl oder Eis (Tabellen oben). Wenn der Mensch eingeatmet hat, geht er nicht unter, weil seine Dichte dann geringer ist als die von Wasser (F30). Ähnlich ist das mit einem Dampfer: Er ist zwar aus Stahl, aber drinnen ist viel Luft und im Schnitt ist die Dichte geringer als die von Wasser. Helium steigt in Luft auf und eignet sich daher für Ballons. Kohlendioxid sinkt zu Boden und kann in einem Silo sogar tödlich sein. Im Toten Meer ist das Wasser auf Grund des extremen Salzgehalts so dicht, dass man dort niemals untergehen kann.

Bei großem Volumen versagt unsere Intuition, dann läppert sich die Masse auch bei geringer Dichte ganz schön zusammen. Denn hättest du gedacht, dass eine Korkkugel mit 1 m Radius eine Masse von weit über 1000 kg hat (F29)? Die größte Dichte im gesamten Universum haben übrigens Schwarze Löcher. Das sind wirklich faszinierende Objekte.

Wie schwer war es wohl vor etwa 150 Jahren, als im Zuge der Meterkonvention von Elle und Zoll auf das metrische System umgestellt wurde? Eine Ahnung davon kannst du bekommen, wenn du weißt, dass die Einheiten Kalorie (cal) und Pferdestärke (PS) seit 1978 in Österreich eigentlich nicht mehr verwendet werden sollten. Die neuen Sl-Einheiten, die sie ersetzten, sind Joule (J) und Watt (W). Während nach wie vor der Nährwert auf Lebensmitteln auch in Kalorien angegeben ist, ist zumindest seit einiger Zeit das PS aus den Zulassungsscheinen für Autos verschwunden.