Massefylde

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Gå til: navigation, søg
Candyfloss har lav massefylde - stort rumfang og lav vægt.
Osmium er med en massefylde på 22,57 g/cm3 det tætteste grundstof. Neutronstjerner anses for at have massefylder op til 5.9×1017 kg/m3

Massefylde er forholdet mellem et stofs masse og dets rumfang. Massefylden er tætheden af massen per rumfang, en liter vand har større tæthed end en liter luft og derved større massefylde. Massefylde omtales også som densitet eller massetæthed. Vægtfylde er en ældre betegnelse, som dog stadig er i almindelig brug uden for fagkredse, og rumvægt anvendes udelukkende som kornmål. Massefylde betegnes med det græske bogstav (Rho) \rho.

Massefylden er temperaturafhængig, da de fleste stoffer i nogen udstrækning udvider sig ved opvarmning og trækker sig sammen ved afkøling, uden at massen ændres. For gassers vedkommende er massefylden også trykafhængig, idet (ideale) gassers volumen er proportionalt med produktet af tryk og temperatur. Når man angiver massefylden, bør man derfor også altid angive ved hvilken temperatur, og for gassers vedkommende tillige ved hvilket tryk, massefylden er målt. Tidligere benyttede man et aræometer til at måle massefylden.

Rumfanget er volumen og angives i liter, kubikmeter eller andre enheder til måling af rumfang.

Massen angives som gram, kilo eller andre enheder til at måle vægt.

For at beregne massefylden benyttes en formel:

\mathrm{massefylde} = {\mathrm{masse} \over \mathrm{rumfang}}
  • Rumfang/volumen betegnes som V
  • Masse betegnes som m
  • Massefylde betegnes som \rho
\rho = \frac {m} {V}

Hvor m = masse (kg)

og V = volume (m3)


Arkimedes[redigér | redigér wikikode]

Der er blandet sølv i kongekronen (til venstre), men det kan ikke ses ved vejning, men i vandet får kongekronen større opdrift fordi den fylder mere end den rene klump guld (til højre)

Hvis et stofs massefylde er mindre end en væskes massefylde, kan stoffet flyde på væskeoverfladen. Hvis stoffet har en større massefylde, synker det ned i bunden af væsken. Der ses bort fra væskens overfladespænding. Denne opdrift kaldes Arkimedes' princip efter den græske matematiker og fysiker Arkimedes.

Arkimedes skulle finde ud af hvor meget guld der var i kong Hieron 2's kongekrone. Kongen mistænkte guldsmeden for at snyde ved at benytte halvdelen af det guld han havde fået af kongen og i stedet benyttet sølv. Hvis man kunne bestemme densiteten, kunne man afgøre om der var sølv i kongekronen, da sølv er lettere end guld, men massefylden kan ikke alene findes ved vejning, man må også kende rumfanget. Historien fortæller at Arkimedes fandt løsningen mens han var i bad. Hvis han sænkede kongekronen ned i badekarret skulle mængden af vand stige og rumfanget af kongekronen ville være lig med rumfanget af stigningen. På den måde kunne han beregne massefylden af kongekronen som vægten divideret med rumfanget. Da sølv har en mindre massefylde end guld kunne Arkimedes konstatere at guldsmeden havde snydt kongen.

En anden måde at gøre det på er at balancere kongekronen og rent guld på en vægt. Ved nedsænkning i vand, vil der være en større opdrift på kongekronen, hvis der er blandet sølv i (se billedet). Denne erkendelse førte til formuleringen af Arkimedes' lov: Når et legeme sænkes ned i vandet, taber det lige så meget i vægt, som den fortrængte væske vejer (Arkimedes' lov, ca. 250 f.kr.).

Forskellige stoffers massefylde og ydergrænser[redigér | redigér wikikode]

Sorteret efter stoftype og dernæst massefylde:

Stof fase ved 101,325 kPa (=1 atm), 20 °C massefylde (x1.000 kg/m³ eller g/cm³)
Grundstoffer - faste metaller
Osmium-192 (en af de højeste massefylder) fast > 22,65
Iridium (en af de højeste massefylder) fast 22,65
Osmium (en af de højeste massefylder) fast 22,61
Platin fast 21,45
Guld fast 19,3
Uran fast 18,7
Bly fast 11,34
Sølv fast 10,5
Kobber fast 8,933[1]
Jern (rent) fast 7,88
Tin fast 7,30
Zink fast 7,13
Titan fast 4,49
Aluminium fast 2,7
Magnesium/Magnium fast 1,74
Calcium fast 1,55
Lithium (laveste massefylde) fast 0,53 (ville flyde i vand, men vil reagere voldsomt)
Metallegeringer
Amalgam fast 11,6
Bronze fast 8,8–8,9
Nysølv fast ca. 8,7
Messing fast 8,4–8,7
Rustfrit stål 18Cr-8Ni fast 8,03
Stål fast ca. 7,8–7,847
Støbejern fast 7,6
Aluminiumsbronze fast 7,45
Faste grundstoffer - ikke-metaller
Diamant (krystallint kulstof) fast 3,52
Silicium fast 2,33
Grafit (kulstof) fast 2,2–2,26
Amorft kulstof fast 2,0
Svovl fast 2,0
Faste massive ikke-grundstoffer - ikke-metaller
Tandemalje fast 2,97
Granit fast 1,74–2,98 typisk 2,75
Basalt fast (0,7)2,7–3,3[2]
Kvarts fast 2,65
Fedtsten fast 2,5–2,8
Glas DIN 60001: GL fast 2,4–2,8
Beton fast 1,75–2,4 typisk 2,3
Bordsalt fast 2,2
Tand (dental) fast 2,14
is (vand) fast t<0 °C 0,917
Paraffin fast 0,9
Faste ikke-massive porøse ikke-grundstoffer - ikke-metaller (luftholdige)
Polystyrol fast, porøs  ?
Stentøj fast, porøs  ?
Glasuld fast, porøs  ?
Teglsten tegl fast, porøs  ?
Akustiksten (mursten med vandrette huller) fast, porøs  ?
Hulsten (mursten med lodrette huller) fast, porøs  ?
Mineraluld fast, porøs  ?
Skrivekridt (Kalk) CaCO3 fast, porøs  ?
Marmor (Kalk) CaCO3 fast, porøs 2,7–2,79
Ler fast, porøs 2,7
Kalksten (Kalk) CaCO3 fast, porøs 1,76–2,62
Gips CaSO4·2H2O fast, porøs 2,31–2,33
Sandsten fast, porøs 2,119–2,284
Porcelæn (dental) fast, porøs ca. 2,05
Mursten brændt ler, porøs 1,2–1,8 (tørt)
Pimpsten fast, porøs 1,0–1,4 (tørt)
Letbeton (=gasbeton iflg. Databogen s. 148) fast, porøs 0,78–1,25 (tørt)
Gasbeton (=letbeton iflg. Databogen s. 148) fast, porøs 0,55 - 0,7 iflg. Databogen s. 148 under "Byggematerialer"
Letklinkerblokke[3] brændt ler, fast, porøs 0,6
Alulight AlSi12 fast, porøs 0,33
Stenuld fast, porøs 0,08
Flamingo, styropor (opskummet polystyren) fast, porøs 0,01–0,045
Polyurethan skum PUR skum fast, porøs 0,03-0,12 opskummet (30-120 gr/liter); anden kilde 0,4–1,2 (uopskummmet?)[4]
Aerogel (bedste elektriske-, lyd- og varmeisolatorer) fast, porøs, nanoporer fra 0,003 (2–3 gange luft)–0,6
Aerografit[5] fast, porøs, nanoporer 0,000.2
Flydende grundstoffer
Kviksølv flydende 13,6
Brom flydende 3,12
Flydende ikke-grundstoffer
Glycerin flydende 1,26
Tungt vand flydende 1,103
Mælk flydende ca. 1,03
Vand flydende 1,000 (ved 3,8 grader)
Saltvand fra Det Døde Hav flydende med 31,5% salt 1,26
Benzol flydende 0,88
Olie flydende 0,8
Etanol (sprit) flydende 0,789
Benzin flydende 0,71-0,77
Luftformige grundstoffer
Radon (højeste gasmassefylde) gas 9,73 kg/m³ (= 9,73 g/liter)
Xenon gas 5,88 kg/m³ (= 5,88 g/liter)
Klor gas 3,21 kg/m³ (= 3,21 g/liter)
Argon gas 1,78 kg/m³ (= 1,78 g/liter)
Fluor gas 1,7 kg/m³ (= 1,7 g/liter)
Ilt/oxygen gas 1,43 kg/m³ (= 1,43 g/liter)
Kvælstof/nitrogen gas 1,25 kg/m³ (= 1,25 g/liter)
Neon gas 0,901 kg/m³ (= 0,901 g/liter)
Helium-4 gas 0,1787 kg/m³ (= 0,1787 g/liter)
Helium-3 (sjældent) gas 0,13456 kg/m³ (= 0,13456 g/liter)
Brint/hydrogen (laveste gasmassefylde) gas 0,09 kg/m³ (= 0,090 g/liter)
Luftformige ikke-grundstoffer
Svovldioxid gas 2,93 kg/m³ (= 2,93 g/liter)
Kuldioxid (CO2) gas 1,98 kg/m³ (= 1,98 g/liter)
Atmosfærisk luft gas 1,29 kg/m³ (= 1,29 g/liter)
Acetylen gas 1,17 kg/m³ (= 1,17 g/liter)
Ammoniak gas 0,77 kg/m³ (= 0,77 g/liter)
Biologiske emner
Den menneskelige krop 1,04 g/cm³

Se også[redigér | redigér wikikode]

Amedeo Avogadro

Kilder, referencer og eksterne henvisninger[redigér | redigér wikikode]

  • B. Østergaard Pedersen, Fysik og Kemi leksikon : Håndbog i naturlære (1988) Odense : Skandinavisk bogforlag , ISBN 87-7501-109-3
  1. Databog fysik kemi, side 18 i "Fysiske konstanter for grundstoffer", E.S. Andersen et al, F&K forlaget, ISBN 87-87229-32-3
  2. britannica.com: bulk density: basalt, granite, sandstone
  3. fc-beton.dk: Leca. [dødt link]
  4. Plast Center Danmark: Polyurethan PUR [dødt link]
  5. Christian-Albrechts-Universitaet zu Kiel (2012, July 17). World record: Lightest material in the world produced. ScienceDaily Citat: "...Aerographite features both: an excellent compression and tension load. It is able to be compressed up to 95 percent and be pulled back to its original form without any damage, says professor Rainer Adelung of Kiel University...Due to its unique material characteristics, Aerographite could fit onto the electrodes of Li-ion batteries..."