Dichtheid
1 - Inleiding
Elke stof en elk materiaal bestaat uit hele kleine deeltjes.
Die deeltjes zitten niet overal even dicht bij elkaar en zijn ook niet allemaal hetzelfde.
In de ene stof zitten ze dichter bij elkaar (of zijn anders van formaat) dan in een andere stof.
Dit verschijnsel noemen we de: dichtheid.
Dichtheid kan je berekenen.
Hiervoor heb je vooraf twee dingen nodig:
2 - Massa
Massa is de hoeveelheid materiaal waaruit een voorwerp bestaat.
Massa meet je met een balans.
Hieronder zijn 2 soorten afgebeeld, een ´gewone´ handbediende- en een elektronische balans.
Het symbool voor de grootheid massa is de kleine letter m.
Achter het getal komt de eenheid.
De eenheid van massa is kg (1 kilogram = 1000 g).
Voor kleine massa's wordt gebruikt: g (gram)
Voorbeeld: m = 30 kg
Hierin is: m de grootheid massa
kg de eenheid.
3 - Volume
Volume geeft aan hoe groot iets is (hoeveel ruimte iets inneemt).
Hieronder leer je hoe je het volume kan bepalen van
- een regelmatig voorwerp (bijvoorbeeld een balk)
en
- een onregelmatig voorwerp (bijvoorbeeld een steen).
4 - Volume - regelmatig voorwerp
Van een regelmatig voorwerp meet je met een liniaal de lengte, breedte en de hoogte.
Daarna gebruik je de formule V = l x b x h om het volume te berekenen.
De V is een hoofdletter; de l, b en h zijn kleine letters.
5 - Volume - onregelmatig voorwerp
Bij een onregelmatig woorwerp gebruik je de: dompelmethode.
1. Vul een maatglas tot een bepaalde hoogte (bijv. 50 cm3)
2. Dompel de steen in het maatglas.
3. Lees opnieuw de stand van de vloeistof (bijv. 70 cm3)
4. Het volume van de steen is:
Vsteen = 70 cm3 - 50 cm3 = 20 cm3
6 - Dichtheid
Elke stof bestaat uit hele kleine deeltjes die met elkaar de massa van de stof vormen.
Deze kleine deeltjes worden moleculen genoemd.
Over het algemeen kan je zeggen:
- Hoe dichter de moleculen op elkaar zitten des te groter is de dichtheid van de stof.
- Hoe verder de moleculen van elkaar af zitten des te kleiner is de dichtheid van de stof.
Bij een vaste stof zitten de moleculen dicht bij elkaar >> grote dichtheid.
Bij een vloeistof zitten de moleculen verder van elkaar >> kleinere dichtheid.
Bij een gas zitten de moleculen 'ver' van elkaar >> kleinste dichtheid.
Let op: er zijn uitzonderingen op deze regel omdat moleculen van verschillende stoffen ook een verschillende opbouw hebben.
Berekeningen met dichtheid, massa en volume doe je met de formule:
ρ = m / V (ρ is een griekse letter en spreek je uit als 'rho')
Hierin is:
| ρ het symbool voor dichtheid |
de eenheid is: |
g/cm3 |
of |
kg/dm3 |
| m het symbool voor massa |
de eenheid is: |
g |
of |
kg |
| V het symbool voor volume |
de eenheid is: |
cm3 |
of |
dm3 |
Voorbeeld 1:
Bereken de dichtheid als m = 40 g en V = 10 cm3.
F = Formule
i = ingevulde formule
A = Antwoord met eenheid (inclusief eventuele berekening)
| F: |
ρ = m / V |
| i: |
ρ = 40 / 10 |
| A: |
ρ = 4 g/cm3 |
Voorbeeld 2:
Bereken de massa als ρ = 4 g/cm3 en V = 10 cm3.
F: ρ = m / V
i: 4 = m / 10
A: 4 × 10 = m ( / 10 wordt × 10 onderkant van de breuk weghalen. 'Delen' wordt 'keer')
m = 40 g
Voorbeeld 3:
Bereken het volume als ρ = 4 g/cm3 en de massa = 40 g
F: ρ = m / V
i: 4 = 40 / V
A: 4 × V = 40 ( / V wordt × V onderkant van de breuk weghalen. 'Delen' wordt 'keer')
V = 40 / 4 (Grootheid laten staan. 'keer 4' wordt 'delen door 4')
V = 10 cm3
7 - Tabel
8 - Oefen opgaven
Waar nodig: gebruik de dichtheid tabel.
1. a. Bereken de dichtheid van een stof met een massa van 130 g en met een volume van 50 cm3.
b. Welke stof is dit?
2. a. Een vloeistof heeft een massa van 168 g en een volume van 200 cm3.
Bereken de dichtheid van deze vloeistof.
b. Welke vloeistof is dit?
3. a. In een 400 cm3 grote ballon zit 71,2 g gas. Bereken de dichtheid van het gas.
b. Met welk gas is de ballon gevuld?
____ 
4. Bereken de massa van een ijzeren voorwerp van 25 cm3 groot.
5. Een baksteen is 120 cm3 groot. Bereken de massa van de steen.
6. Bereken de massa van 80 cm3 alcohol.
____
7. De massa van een koperen voorwerp is 403,2 g. Bereken het volume.
8. Angela heeft een armbandje van 42 g zilver. Bereken het volume van het armbandje.
9. Bereken het volume van 1224 g benzine.
___
10. Een plank van eikenhout is 1,2 m lang, 3 dm breed en 6 cm hoog.
a. Bereken het volume van de balk.
b. Bereken de massa van de balk.
11. De balk hiernaast is gemaakt van vurenhout.
Bereken de massa van deze balk in g en kg.
12. Een stuk nikkel is 28 cm lang, 3 cm breed en 8 mm hoog.
a. Bereken het volume van het stuk nikkel.
b. Bereken de massa van het stuk nikkel.
___
13. Een schip loost op zee illegaal 200 liter stookolie.
a. Bereken de massa van de geloosde stookolie.
b. Waarom drijft stookolie op zeewater?
c. Waarop drijft stookolie het best: water of zeewater? Waarom?
14. Waarmee meet je de massa?
15. Waarmee kan je het volume van een vloeistof meten?
16. Waarmee kan je het volume bepalen van een regelmatig voorwerp?
17. Een maatglas is gevuld tot 50 mL.
Men doet een baksteen in het maatglas
waardoor de vloeistof stijgt tot 78 mL.
a. Bereken het volume van de baksteen in cm3.
b. Bereken de massa van de baksteen.
18. Een leeg maatglas heeft een massa van 125 g. Men schenkt in het maatglas 60 mL vloeistof.
Men weegt het maatglas met de vloeistof erin. Het weegt nu samen 172,4 g.
a. Maak een tekening van het lege maatglas en schrijf de massa erbij.
b. Maak ernaast een tekening van het gevulde maatglas en schrijf de massa erbij.
c. Bereken de massa van de vloeistof die in het maatglas is gegoten.
d. Bereken de dichtheid van de vloeistof.
e. Welke vloeistof is in het maatglas gegoten?
19. In de Afdeling Zorg en Welzijn maakt men een medicijn door op een balans de massa van een stof af te wegen.
a. Hoeveel gram weegt deze stof?
Het volume van de stof is 73,25 cm3.
b. Bereken de dichtheid van het medicijn.
20. Tijdens intensief sporten moet je goed drinken, maar je wilt niet teveel aan massa bij je dragen. Je hebt voor je drinken een flesje van 200 mL.
Als je zo min mogelijk massa wilt tillen, moet je dan het flesje vullen met water, of juist met een energiedrank met een dichtheid 1,15 g/cm3 ? Waarom?
21. In een maatbeker zit melk. Zie de afbeelding hiernaast.
De dichtheid van melk kan enigszins variëren.
a. Bereken de maximale massa van de melk.
b. Bereken de minimale massa van de melk.
22. Zie de afbeelding hiernaast.
Op een weegschaal (balans) ligt een stuk rubber (massa in g).
Bereken het volume van het rubber.
9 - Applet
In deze les ga je aan de hand van opdrachten een digitaal practicum doen over DICHTHEID.
Werkt de applet (flash-animatie) niet?
Open dan deze opdracht in de Puffin-browser 
(zie app-store).
Klik op de afbeelding hiernaast om de applet te openen.
1. Het volume van het blok hout = 5,00 L.
Hoe groot is het volume van het blok hout in dm3?
2. Bereken de dichtheid van het blok hout.
Selecteer linksboven achter Materiaal: IJs.
3. Hoe groot is het volume van het ijs in dm3?
4. Laat met een berekening zien dat de massa van dit ijsblok 4,6 kg is.
Selecteer linksboven achter Materiaal: Piepschuim.
5. Laat met een berekening zien dat het volume van piepschuim 5 dm3 is. Gebruik in je berekening de dichtheid die is aangegeven in de applet.
Klik rechtsboven op: Zelfde massa.
De vier getekende blokken hebben alle vier dezelfde massa (even zwaar).
6. Waarom zijn de vier blokken wel even zwaar, maar niet even groot?
7. Welk blok heeft volgens jou de grootste dichtheid: het gele of het rode blok? Verklaar je antwoord.
Klik rechtsboven op: Zelfde volume.
De vier getekende blokken zijn even groot, maar niet even zwaar.
8. Wat moet je doen om de dichtheid van het gele blok te bepalen?
9. Bereken het volume van het gele blok.
10. Bereken de dichtheid van het gele blok.
11. Bereken het volume van het rode blok.
12. Bereken de dichtheid van het rode blok.
Klik rechtsboven op: Zelfde dichtheid.
13. Bereken de dichtheid van het groene blok.
Klik rechtsboven op: Mysterie.
14. Bereken de dichtheid van het gele blok (A).
15. Bereken de dichtheid van het rode blok (D).
