Afdeling:Natuurkunde/Inleiding in de natuurkunde/Dichtheid

Dichtheid

De dichtheid geeft aan hoeveel massa te vinden is in een bepaald volume. In sommige stoffen is de massa veel dichter samengeperst dan in andere. We spreken van de dichtheid of de soortelijke massa van een stof. Wanneer er veel massa is samengeperst spreken we van een hoge dichtheid.

Vaak spreken we ook van een 'zware' stof of een 'lichte' stof, maar dat is verkeerd woordgebruik; een kilo lood is niet even zwaar als een kilo veren. Het is beter te spreken van een dichte stof of een ijle stof.

Lucht is een heel ijle stof, dat wil zeggen met een lage dichtheid. De meeste metalen zijn heel dichte stoffen. Ook steenachtige materialen, zoals marmer, baksteen en grind, hebben een veel hogere dichtheid dan lucht.

Elke stof kun je herkennen aan zijn eigen dichtheid.

• Tabel met de dichtheid van vaste stoffen
• Tabel met de dichtheid van vloeistoffen
• Tabel met de dichtheid van gassen

Het symbool voor de dichtheid is een Griekse letter: ρ (spreek uit: rho). We rekenen de dichtheid van een bepaalde stof als volgt uit:

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

Hierin is:

$m$: de massa (in kg - g) $V$: het volume (in m3 - cm3 - dm3 - liter) $\rho$: de dichtheid (in kg/m3 - g/liter - g/cm3)

Dichtheid berekenen

Ooit heeft men vastgelegd dat 1 liter (1 dm³) water van 4°C een massa heeft van precies 1 kg. De dichtheid van water ρ_water is dus:

$\rho _{water}={\frac {1\;kg}{1\;dm^{3}}}=1\;kg/dm^{3}$

Vaak drukken we de dichtheid liever uit in kg/m³. Er zitten 1000 dm³ in 1 m³ en dus 1000 kg. Dan wordt de dichtheid:

$\rho _{water}={\frac {1000\;kg}{1\;m^{3}}}=1000\;kg/m^{3}$

Vraag: Van een baksteen is bekend dat deze 2,25 kg weegt. De inhoud van de baksteen is 1,5 liter = 1,5 dm³. Hoe groot is de dichtheid van de baksteen?

Klik op uitklappen voor het antwoord.

We gaan dus berekenen hoeveel kg 1 liter weegt. Als 1,5 liter 2,25 kg weegt, dan weegt 1 liter 1,5 kg.

Massa berekenen

Stel dat we weten dat een gestorte betonnen vloer een dichtheid heeft van 2,4 kg/dm³. Lees hier dus: 2,4 kg voor elke liter (=dm³). De vloer is 10 m bij 5 m en 10 cm (=0,1 m) dik. Dan is de inhoud van deze vloer:

inhoud = 10 × 5 × 0,1 = 5 m³ = 5 000 dm³

Deze vloer weegt dus:

5 000 dm³ × 2,4 kg/dm³ = 12 000 kg

De vloer weegt 12 ton.

Vraag: Stel we werken met een staalplaat. De staalplaat is 1,5 m × 1,6 m en 2 mm dik. De dichtheid van staal is 7 800 kg/m³.

Hoeveel massa heeft deze staalplaat?

Klik op uitklappen voor het antwoord.

We berekenen allereerst de inhoud van de plaat. De dikte van de plaat moeten we dan wel ook in m uitdrukken, dus de plaat is 0,002 m dik.

1,5 m × 1,6 m × 0,002 m = 0,0048 m³

Elke m³ staal heeft een massa van 7 800 kg. Dan heeft 0,0048 m³ een massa van:

0,0048 m³ × 7 800 kg/m³ = 37,44 kg