Densitet og stoffers egenskaber

Tungt eller let, når du sammenligner lige meget

En kilo bly og en kilo fjer vejer det samme. Men blyet fylder næsten ingenting, mens fjerene fylder en hel sæk. Det, vi mener, når vi siger, at bly er "tungere" end fjer, er, at bly har større densitet: der er meget masse på et lille stykke plads.

Densitet: ρ = m / V

Densiteten (udtales "ro", skrives ρ) fortæller, hvor mange gram eller kilo der er i én kubikcentimeter eller én kubikmeter af et stof.

Eksempel. En klods af aluminium vejer 135 g og fylder 50 cm³.

Du kan vende formlen: m = ρ · V og V = m / ρ.

Omregning: 1 g/cm³ = 1000 kg/m³. Så 2,7 g/cm³ er 2700 kg/m³. Og 1 liter = 1000 cm³, så 1 liter vand vejer ca. 1 kg.

Densiteter, du kan kende (cirka-værdier)

Luft har kun ca. 1,2 kg/m³, altså ca. 0,0012 g/cm³.

Flyder eller synker?

Vand har densitet ca. 1 g/cm³. Alt med lavere densitet flyder.

• Lavere densitet end væsken: flyder.
• Højere densitet end væsken: synker.
• Is har ca. 0,92 g/cm³, så is flyder på vand. Vand fylder ca. 9 % mere, når det fryser. Derfor kan en flaske vand sprænge i fryseren.
• Saltvand er lidt tungere end ferskvand (ca. 1,03 g/cm³), så det er lettere at flyde i havet.
• Et skib af stål flyder, selv om stål har høj densitet, fordi skibet er fyldt med luft. Skibets gennemsnitlige densitet er mindre end vandets. Vandet skubber opad på skibet. Det kaldes opdrift.
• Væsker lægger sig i lag: den med højest densitet nederst.

Tilstandsformer og faseovergange

Et stof kan være fast stof, væske (flydende) eller luftart (gas). Partiklerne sidder fast i et mønster i et fast stof. I en væske glider de rundt mellem hinanden. I en luftart flyver de frit med meget plads imellem, og derfor er densiteten lav.

Når varme tilføres, går det mod højre. Når varme fjernes, går det mod venstre.

• Smelte: fast → flydende (is bliver til vand).
• Størkne: flydende → fast (vand fryser til is).
• Fordampe: flydende → gas (vand bliver til damp).
• Kondensere: gas → flydende (dug på et koldt glas).
• Sublimere: fast → gas uden at blive flydende (tøris, våd vask der tørrer i frostvejr).

Smeltepunkt og kogepunkt

Smeltepunktet er den temperatur, hvor et fast stof smelter. Kogepunktet er den temperatur, hvor en væske koger. Under smeltepunktet er stoffet fast, mellem de to er det flydende, over kogepunktet er det gas.

Kogepunktet for vand er 100 °C ved normalt lufttryk. Mens is smelter, ændrer temperaturen sig ikke: energien bruges på at ændre tilstandsform.

De klassiske fejl

• "Tunge ting synker." Nej: et skib er tungt og flyder. Det er densiteten, der afgør det, ikke massen alene.
• Masse og densitet. En stor trææske vejer mere end en lille jernmøtrik, men jern har højere densitet.
• Enheder. 1 g/cm³ er 1000 kg/m³, ikke 100.
• Regne omvendt. ρ = m / V, ikke V / m. Tjek, at et metal får et tal over 1 og træ et tal under 1.
• Fordampe og koge. Vand kan fordampe ved alle temperaturer, men koger kun ved kogepunktet.

Huskeliste

• ρ = m / V. Enhed g/cm³ eller kg/m³. 1 g/cm³ = 1000 kg/m³.
• Vand ca. 1 g/cm³. Is ca. 0,92. Havvand ca. 1,03.
• Lavere densitet end væsken flyder, højere synker.
• Smelte, størkne, fordampe, kondensere, sublimere.
• Vand: smeltepunkt 0 °C, kogepunkt 100 °C.

Vælg niveau

Fem rigtige i træk, så er niveauet klaret.