Dichte

Darstellung der Einheit der Dichte

Die Dichte ist definiert als der Quotient aus der Masse eines Stoffes und seinem Volumen. Die SI-Einheit ist kg/m3.

Gemäß der Definition lässt sich für einen Stoff die Dichte angeben, wenn sowohl seine Masse als auch sein Volumen bekannt sind. Da die Masse mit geringerer relativer Unsicherheit bestimmt werden kann als das Volumen, stellt sich die Dichtemessung zumeist als ein Problem der Volumenbestimmung dar.

Folgende Methoden der Dichtebestimmung werden im BEV angewendet:

  • Hydrostatische Verfahren: nach dem archimedischen Prinzip verliert ein in eine Flüssigkeit tauchender Festkörper scheinbar soviel an Gewicht, wie die verdrängte Flüssigkeitsmenge wiegt; durch Bestimmung des scheinbaren Gewichtsverlustes wird die Dichte ermittelt.
  • Biegeschwinger-Messgeräte: stellen keine Verknüpfung der „schweren“ Masse und dem Volumen her, sondern bedienen sich der „trägen“ Masse, indem eine Probe in Eigenschwingung versetzt wird
  • Geometrische Volumenbestimmung und Wägung: optische Vermessung und Wägung in Luft
  • pyknometrische Wägeverfahren: die Dichte wird unter Verwendung von Glasvolumenstandards (Röhren mit bekanntem Innenvolumen) mittels Wägung bestimmt.

Hydrostatische Wägeanlage
mit Einkristall-Siliziumkugel

Labor – Darstellung Dichte

Als genaueste Dichtenormale werden in Metrologieinstituten Kugeln und Würfel aus Silizium, Hartmetallen, Quarzglas und anderen Spezialgläsern mit geringem Ausdehnungskoeffizienten verwendet. Mit diesen Festkörper-Dichtenormalen kann mit Hilfe der hydrostatischen Wägung die Dichte von Flüssigkeiten, wie insbesondere Wasser, bestimmt werden. Diese werden als Dichte- Referenzmaterialien verwendet.