Mechanik

Masse, Volumen und Dichte

Masse, Volumen und Dichte

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Dichte von Luft

Aufgabe

a)Erläutere allgemein, welche Größen du kennen oder messen musst, damit du hieraus die Dichte von Luft berechnen kannst.

b)Erläutere, wie du vorgehen musst, um mit der nebenstehenden Ausrüstung die Dichte von Luft zu bestimmen.

c)Nenne das Geräte bzw. die Geräte, die du zusätzlich zum in der Skizze dargestellten Material noch benötigst.

Lösung

a)Um die Dichte der Luft bestimmen zu können, musst du die Masse \(m\) eines bekannten Luftvolumens \(V\) messen. Die Dichte ergibt sich dann aus \(\rho=\frac{m}{V}\).

b)Da die Spritze, mit der du Luft in den großen Kolben Pumpen kannst, eine Skala besitzt, kannst du hiermit eine bestimmtes Luftvolumen \(V\) zusätzlich in den großen Kolben pumpen.

Die Masse \(m\) der Luft, die du durch die Spritze in den großen Kolben gepumpt hast, kannst du mithilfe einer Waage abwiegen. Dazu musst du die Masse \(m_{\rm vor}\) des Kolbens vor Hinzufügen der Luftmenge \(V\) und die Masse \(m_{\rm nach}\) nach Hinzufügen der Luft messen. Die Masse \(m\) der hinzugefügten Luft ist dann\[m=m_{\rm nach}-m_{\rm vor}\] Mithilfe von \(m\) und \(V\) kannst du nun die Dichte \(\rho\) von Luft berechnen.

c)Du benötigst noch eine feine Waage, um die Massen des Kolbens vor und nach dem Hinzufügen der Luft zu bestimmen.

Hinweis: Wenn du mithilfe der Spritze mehrfach Luft in den großen Kolben pumpst, wird die Messung einfacher und genauer.