2.1 Lsg Masse und Materie

Angelegt Montag 27 September 2021

Aufgaben zu Masse und Dichte

1. Wie schwer ist 1 m³ Luft?

2. Ein Wassertropfen hat etwa einen Durchmesser von 5mm. Wie schwer ist ein Wassertropfen?

Das Volumen eines kugelförmigen Wassertropfens ist
Dann ist die Masse des Wassertropfens:

3. Ein Centstück besteht fast nur aus Eisen. Es hat einen Radius von r=8,125 mm und eine Dicke von 1,4 mm. Berechnen Sie: Wie schwer ist ein Centstück

Das Centstück ist ein Zylinder. Ein Zylinder hat ein Volumen von

Damit:

Aufgaben zu Aggregatzuständen

Berechnen Sie mit den oben stehenden Zahlen:
Wie weit sind zwei Moleküle bzw. Atome von einander entfernt ...

a. ... in Stickstoff (≈ Luft)

Anzahl der Moleküle:
Anzahl der Moleküle pro 1-m-Kante:
Abstand der Moleküle auf der Kante:
Der relative Abstand:

b. ... in Wasser

Anzahl der Moleküle:
Anzahl der Moleküle pro 1-m-Kante:
Abstand der Moleküle auf der Kante:
Der relative Abstand:

c. ... in Eisen

Anzahl der Moleküle:
Anzahl der Moleküle pro 1-m-Kante:
Abstand der Moleküle auf der Kante:
Der Durchmesser eines freien Eisenatoms ist d = 2· r = 0,28 nm
Der relative Abstand:

d. Fazit

Bei Stickstoff, einem Gas sind die Moleküle das 17-fache ihres eigenen Durchmessers voneinander entfernt. die Moleküle können sich also nahezu ungestört im Raum bewegen, wie wir das von Gasen kennen.
Beim Wasser ist der Abstand der Moleküle ein klein wenig größer (4%), als das Molekül selbst. D.h. die Moleküle sind "dicht gepackt", haben aber gerade noch genug Platz sich zu bewegen. Daher ist Wasser flüssig.
Beim Eisen ist der Abstand der Atome deutlich kleiner als der Atomradius eines einzelnen freien Atoms. Das liegt daran, das die Atome im Kristall fest an einander gebunden sind. Daher ist Eisen auch ein Festkörper. Ein Eisenkristall hat eine feste Struktur, die nur durch Anwendung von starken äußeren Kräften geändert werden kann.

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Backlinks:
2 Physikbücher:BGPhysik11-EP:2 Masse und Materie
2 Physikbücher:BGPhysik11-EP:Material