Frage aus dem Bereich Physik: Spezifisches Gewicht

[The_Jackal]

Hallo zusammen,

kann mir jemand von euch zum Thema Gewichtsveränderung durch Temperaturänderung helfen?

Ich würde gerne wissen, ob z.B. Benzin, Wasser, Metalle, Kunststoffe ein anderes Gewicht haben bei 4 Grad oder bei 25 Grad (Zahlenwerte beliebig gewählt)?

Wie kann ich das errechnen und welches physikalische Prinzip steckt denn dahinter?

Ich hoffe, dass mir jemand helfen kann mit diesem Schulthema und ihr euch nicht zu sehr zurückversetzt fühlt in den Bereich des Schulbankdrückens

Danke im Voraus.

 

[Sherman123]

Ja, das spez. Gewicht ist temperaturabhängig.
Das Schwingungsvolumen der Atome steigt mit zunehmender Temperatur. (wenn sie mehr schwingen, brauchen sie mehr Platz)

Bei Kunststoffen: Keine perfekte Kristallstruktur: Hier gibt es auch das Leerstellenvolumen. Dieses nimmt ebenfalls mit steigender Temperatur zu. Stärker-schwingende Moleküle erzeugen größere Zwischenräume. (=Leerstellenvolumen)
Das spez. Volumen setzt sich aus dem Leerstellenvolumen, dem Schwingungsvolumen und dem Molekülvolumen zusammen.

EDIT: Bei Wasser gibt es auch noch die Dichte Anomalie....

 

[MacGyver]

Um komplizierte Dinge einfach zu machen: -> http://tinyurl.com/y8zdx7z

 

[[o.0]]

Oh, Physik ist viel zu lange her.. x_X

Aber prinzipiell sollte sich das "Gewicht" (Masse) durch Temperaturveränderungen nicht ändern, die Stoffe könnten sich maximal ausdehnen (oder sogar ihren Aggregatszustand ändern) und so ihre Dichte, also ihre Masse pro Volumeneinheit ändern. Oder so

 

[Loch1985]

die masse ist temperaturunabhängig, hoffe du meinst die dichte = masse pro volumen

dabei wird normalerweise die dichte bei höheren temp. kleiner weil sich der stoff ausdehnt (nicht immer anomalie des wassers!)

also kurz gesagt: volumen temp. abhängig; masse temp. unabhängig

 

[pizza4ever]

Die Dichte verändert sich, aber das Gewicht eigentlich nicht. Die Stoffe ziehen sich ja zusammen, so ist ja der absolute Nullpunkt definiert. 100% sicher bin ich mir aber nicht, sorry^^

 

[jojo174]

gehe mal da drauf:

http://books.google.de/books?id=uhW...ook_result&ct=result&resnum=2&ved=0CBoQ6AEwAQ





.

 

[Karre]

meinst du nun dichte oder wichte? ^^
spezifisches gewicht = wichte, das die abhängigkeit des gewichtes eines körpers vom abstand zur erde (in abhängigkeit von g)
ein beispiel: auf dem mond hat ein körper trotz selber dichte eine andere wichte (gewicht)

da die luft auf der erde auftrieb verursacht ist die wichte nun allerdings tatsächlich volumenabhängig, und damit auch temperaturabhängig. allerdings wirds ab hier höllich kompliziert..
daher wird für die wichte meistens normdruck und normaltemperatur angenommen

 

[Sherman123]

Er meint das spezifische Gewicht - steht auch so im Threadtitel.

Einheit: kg/m³ (auch Dichte genannt)

 

[Karre]

spezifisches gewicht ist aber die wichte

 

[Sherman123]

Arh - verwechselt.
Ich meinte das Spezifische Volumen - dessen Kehrwert ist die Dichte.

 

[Gamboss]

Physikalisches Prinzip: Kräfte
Berechung: Anziehungskraft - |Auftriebskraft| = resultierende Kraft

 

[The_Jackal]

Dann machen wir es mal noch an einem Beispiel fest:

Wenn ich 25 kg im Tank habe, wie viel wiegt es denn bei 4 Grad im Winter und wie viel bei 25 Grad im Sommer?

Oder bleibt das Gewicht jeweils gleich?

Ergänzung (31. August 2010)

Es wäre im Prinzip das Thema der Relativen Dichte

 

[Sherman123]

Na leichter kann es nicht werden. Die 25kg bleiben natürlich erhalten. Lediglich das Volumen ändert sich.

Hier ein paar Tabellen auf Seite 9: http://www.sartorius.com/fileadmin/sartorius_pdf/alle/BRO-DichtebestimmungHandbuch-d.pd


Die Dichte in Abhängigkeit der Temperatur sieht so aus: rho(T2)=rho(T1)/(1+gamma*(T2-T1))

gamma=Volumensausdehnungskoeffezient.
Bei isotropen Werkstoffen gilt 3*alpha (linearer Wärmeausdehnungskoeffizient)=gamma
Bei allen übrigen Werkstoffen gilt dies auch in einer mehr oder weniger guten Näherung.



PS: Warum hast du nicht gleich nach einer Formel gefragt...

PPS: Benzin hat einen Wärmeausdehungskoeffizienten von 1.06 * 10^-3 pro Kelvin.


EDIT: Dichte+Temperatur bei google eingeben, dann kommt auf der ersten Seite das oben angeführte pdf.

 

[The_Jackal]

Etwas verwirrt mich scheinbar noch, aber vielleicht siehst du meinen Denkfehler.

Dichte ist doch ein Zusammenhang von Masse durch Volumen. Wenn ich das Volumen aufgrund vom festen Volumen eines Tanks nicht erhöhe, aber die Dichte durch eine höhere Temperatur verändert wird, verändert sich die Masse dann nicht?

 

[ThomasK_7]

Masse ist unveränderlich, wurde schon weiter oben geschrieben.
Du wirfst mit den Fachbegriffen insgesamt etwas wirr um dich. Ich habe z. Bsp. das Problem, das ich immer noch nicht genau weis, was Du wissen willst.

Wenn ich 25 kg im Tank habe, wie viel wiegt es denn bei 4 Grad im Winter und wie viel bei 25 Grad im Sommer.

immer noch 25kg, nur das Volumen hat sich geändert

Beim Tanken hat Normtemperatur nur deswegen Bedeutung, weil man nach Litern (=Volumen) tankt und nicht nach kg!

 

[Sherman123]

Beim Tanken hat Normtemperatur nur deswegen Bedeutung, weil man nach Litern (=Volumen) tankt und nicht nach kg!

Wobei kalter Treibstoff aufgrund der höheren Dichte einen höheren Energieinhalt pro Liter hat.

Wenn ich das Volumen aufgrund vom festen Volumen eines Tanks nicht erhöhe, aber die Dichte durch eine höhere Temperatur verändert wird, verändert sich die Masse dann nicht?

Das Volumen ist aber nicht konstant. Es kann sich im Tank verändern --> Überdruck oder Unterdruck entsteht im Tank. (beides wird allerdings durch komplizierte Belüftungsventile (es dürfen keine Treibstoffdämpfe in die Umwelt entweichen) verhindert. (die Sache funktioniert mit Membranen)

 

[The_Jackal]

Danke für die Hilfe. Die Masse bleibt also konstant, aber die Dichte kann sich durch Temperatur verändern.

Das hilft mir auf jeden Fall mal weiter.

Danke für die Tabelle noch Sherman123 .

Ist nicht mein Fachgebiet, dass die Begriffe bei mir durcheinander kommen, aber ich bin dankbar für Hilfe und lernwillig, deshalb klärt mich ruhig auf bzw. korrigiert mich.