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Grundwissen

Volumenbestimmung

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Das Volumen regelmäßiger Festkörper kannst du berechnen.
  • Das Volumen unregelmäßiger Festkörper kannst du über ihre Verdrängung von Wasser bestimmen.
  • Flüssigkeiten füllst du zur Volumenbestimmung in einen Messzylinder.

Volumenbestimmung von regelmäßigen Festkörpern

Volumenbestimmung von regelmäßigen Festkörpern Bei regelmäßigen Festkörpern (Würfel, Quader, Zylinder, Kugel) kann man das Volumen über eine Längenmessung bestimmen.

Volumenbestimmung von unregelmäßigen Festkörpern

Das Volumen unregelmäßiger Festkörper kannst du mit der Differenzmethode bestimmen. Dazu tauchst du den unregelmäßigen Festkörper ganz in die Flüssigkeit in einem Messzylinder ein (siehe Abb. 1). Der Körper verdrängt die Flüssigkeit und der Pegel im Messzylinder steigt an. Der Anstieg der Flüssigkeit, also \(V_2 -V_1\) entspricht genau dem Volumen \(V\) des eingetauchten Körpers. 

Alternativ kannst du auch die Überlaufmethode nutzen. Ein Überlaufgefäß ist zu Beginn bis zum Rand mit Wasser gefüllt. Nun tauchst du den Körper in das Überlaufgefäß. Es fließt genau so viel Wasser aus dem Überlaufgefäß in den bereitgestellten Messzylinder, wie der Körper verdrängt. Die Wassermenge im Messzylinder entspricht also dem Volumen \(V\) des eingetauchten Körpers.

Wenn du einen Messzylinder mit geeignetem Querschnitt wählst, kannst du auf diese Art und Weise relativ genaue Messergebnisse erzielen.

Tipp zum Ablesen am Messzylinder: Da das Wasser am Glasrand auf Grund der Adhäsion (lat.: Anhänglichkeit) etwas hochsteigt, scheinen beim seitlichen Ablesen zwei Oberflächen zu existieren. Die untere ist die wirkliche Oberfläche.

Volumenbestimmung von Flüssigkeiten

Flüssigkeiten schüttest du zur Volumenbestimmung meist einfach in einen zylinderförmigen Messzylinder. Auf der am Messzylinder angebrachten Skala kannst du dann das Volumen \(V\) der Flüssigkeit einfach ablesen.

Abb. 5 Aufbau und Funktionsweise einer pneumatischen Wanne

Gase füllen prinzipiell das ganze ihnen angebotene Volumen aus. Es gibt allerdings einen Trick, ein Gas unter normalem Zimmerdruck einzufangen: die pneumatische Wanne.

Stülpst du einen mit Wasser gefüllten Messzylinder umgekehrt in ein großes Wasserbecken und fügst von unten einen Schlauch ein, so kannst du beispielsweise deine Luftmenge beim Ausatmen im Messzylinder messen (vgl. Abb. 5).

Verständnisaufgabe