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Volumeneinheiten

Die Basiseinheit für das Volumen (den Rauminhalt) ist der Kubikmeter ( $m^{3}$ ).
Für größere oder kleinere Volumen (Rauminhalte) verwendet man Einheiten, die durch Vervielfachen mit Potenzen von 1000 = $10^{3}$ aus dem Kubikmeter abgeleitet sind, wie z. B. Kubikdezimeter
( $d m^{3}$ ), Kubikzentimeter ( $c m^{3}$ ) oder Kubikmillimeter ( $m m^{3}$ ) .

Dichte von Stoffen

Die Dichte gibt an, welche Masse ein Kubikzentimeter Volumen eines Stoffes hat.

Formelzeichen:	$ρ$
Einheiten:	ein Gramm je Kubikzentimeter $(1 \frac{g}{c m^{3}})$
	ein Kilogramm je Kubikmeter $(1 \frac{k g}{m^{3}})$
	ein Gramm je Liter $(\frac{g}{l})$

Die Dichte ist eine für jeden Stoff charakteristische Stoffkonstante. Sie ist abhängig von der Temperatur und vom Druck.

Volumen von Körpern

Das Volumen (der Rauminhalt) gibt an, wie viel Raum ein Körper einnimmt.

Formelzeichen:
Einheiten:

V
1 Kubikmeter (1

m^{3}

)
1 Liter (1 l)

Spezielle Volumeneinheiten sind ein Barrel (1 barrel) und eine Bruttoregistertonne (1 BRT).

Wissenstest - Eigenschaften von Körpern und Stoffen

Zu den grundlegenden Eigenschaften von Körpern und Stoffen gehört es, ein Volumen und eine Masse zu haben. Kennzeichnend für jeden Stoff ist seine Dichte. Der Aufbau der Stoffe kann mit einem einfachen Teilchenmodell beschrieben werden. Getestet werden Kenntnisse über Grundeigenschaften von Körpern und Stoffen.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik- Eigenschaften von Körpern und Stoffen".

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

Aggregatzustände

Fast alle Stoffe können fest, flüssig oder gasförmig sein. Man spricht vom festen, flüssigen und gasförmigen Aggregatzustand. In welchem Aggregatzustand ein Stoff vorliegt, hängt von der Temperatur und auch vom Druck ab.
Durch Zufuhr oder Abgabe von Wärme oder durch Veränderung des Druckes kann sich der Aggregatzustand eines Stoffes ändern. Die verschiedenen Aggregatzustandsänderungen haben spezielle Bezeichnungen: Schmelzen und Erstarren, Sieden und Kondensieren, Sublimieren und Resublimieren, Verdunsten und Verdampfen.

Anomalie des Wassers

Wasser hat eine besondere Eigenschaft, die es von fast allen anderen Flüssigkeiten unterscheidet. Es hat bei 4 °C sein kleinstes Volumen und damit seine größte Dichte. Geht man von 4 °C aus, so vergrößert sich sowohl bei Temperaturerhöhung als auch bei Temperaturerniedrigung das Volumen. Die Dichte wird damit kleiner. Dieses nicht normale thermische Verhalten von Wasser wird in der Physik als Anomalie des Wassers bezeichnet.

Schmelzen und Erstarren

Als Schmelzen bezeichnet man den Übergang vom festen in den flüssigen Aggregatzustand, als Erstarren den umgekehrten Übergang vom flüssigen in den festen Aggregatzustand. Dabei gilt:

Schmelztemperatur und Erstarrungstemperatur sind gleich groß. Sie hängen vom jeweiligen Stoff und vom Druck ab.
Schmelzwärme und Erstarrungswärme sind für einen bestimmten Stoff ebenfalls gleich groß.

Sieden und Kondensieren

Als Sieden bezeichnet man den Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand, als Kondensieren den umgekehrten Übergang vom gasförmigen in den flüssigen Aggregatzustand.

Dabei gilt:

Siedetemperatur und Kondensationstemperatur sind gleich groß. Sie hängen vom jeweiligen Stoff und vom Druck ab.
Verdampfungswärme und Kondensationswärme sind für einen bestimmten Stoff ebenfalls gleich groß.

Zustandsgleichung für das ideale Gas

Zwischen Druck p, Volumen V und absoluter Temperatur T des idealen Gases besteht folgender Zusammenhang:

$\frac{p \cdot V}{T} = konstant oder \frac{p_{1} \cdot V_{1}}{T_{1}} = \frac{p_{2} \cdot V_{2}}{T_{2}}$

Für ein reales Gas ist die Zustandsgleichung anwendbar, wenn sich dieses näherungsweise wie das ideale Gas verhält.

Dichte von Stoffen

Die Dichte gibt an, welche Masse ein Kubikzentimeter Volumen eines Stoffes hat.

Formelzeichen:	$ρ$
Einheiten:	ein Gramm je Kubikzentimeter $(1 \frac{g}{c m^{3}})$
	ein Kilogramm je Kubikmeter $(1 \frac{k g}{m^{3}})$
	ein Gramm je Liter $(\frac{g}{l})$

Die Dichte ist eine für jeden Stoff charakteristische Stoffkonstante. Sie ist abhängig von der Temperatur und vom Druck.

Volumen von Körpern

Das Volumen (der Rauminhalt) gibt an, wie viel Raum eine Stoffprobe oder Stoffportion einnimmt.

Formelzeichen:
Einheiten:

V
1 Kubikmeter (1

m^{3}

)
1 Liter (1 l)

Spezielle Volumeneinheiten sind ein Barrel (1 barrel) und eine Bruttoregistertonne (1 BRT).

Aggregatzustände

Sieden und Kondensieren

Als Sieden bezeichnet man den Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand, als Kondensieren den umgekehrten Übergang vom gasförmigen in den flüssigen Aggregatzustand.

Dabei gilt:

Siedetemperatur und Kondensationstemperatur sind gleich groß. Sie hängen vom jeweiligen Stoff und vom Druck ab.
Verdampfungswärme und Kondensationswärme sind für einen bestimmten Stoff ebenfalls gleich groß.

Mischungsrechnen

Das Mischen von Lösungen unterschiedlicher Konzentrationen oder das Verdünnen hoch konzentrierter Lösungen sind alltägliche Aufgaben z. B. in der chemischen Analytik oder in der chemischen Industrie. Dabei muss man schnell berechnen können, welche Konzentrationen die erhaltene Lösung besitzt oder welche Ausgangslösungen eingesetzt werden müssen, um zum gewünschten Ergebnis zu gelangen.

Teilchenanzahl

Eine Stoffprobe beinhaltet eine bestimmte Anzahl von Teilchen.

Die Teilchenanzahl gibt an, wie viele Teilchen in einer Stoffprobe oder Stoffportion vorhanden sind.

Formelzeichen: N

Da jedes Teilchen eines Stoffes eine ganz bestimmte Masse hat, sind um so mehr Teilchen in einer Stoffportion vorhanden, je größer die Masse ist. Es gilt der Zusammenhang:

N ~ m

Molares Volumen

Das molare Volumen eines Stoffs gibt an, welches Volumen jedes Mol (etwa 6,022 • $10^{23}$ Teilchen) diese Stoffs besitzt.

Formelzeichen:	$V_{m}$
Einheit:	ein Liter je Mol (1 $\frac{l}{mol}$ ; 1 l/mol)

Anomalie des Wassers

Wasser ist das am häufigsten vorkommende Oxid, das in der Natur in allen drei Aggregatzuständen anzutreffen ist. Das Gesamtwasservolumen der Erde wird auf 1,454 Mrd. km³ geschätzt. Nur 2,47 % davon sind Süßwasser.

Aufgrund seiner chemischen Bindungsverhältnisse weist Wasser einige außergewöhnliche Eigenschaften auf, die man als Anomalie des Wassers bezeichnet. Dazu gehören der flüssige Aggregatzustand des Wassers unter Normalbedingungen, die Dichteanomalie und die besonderen Strukturen von Eis. Die Anomalie des Wassers ist nicht nur für geologische Prozesse (Erosion), sondern auch für die Speicherung von Wärme in den Weltmeeren und für die Erhaltung des ökologischen Gleichgewichts in Gewässern von enormer Bedeutung.

Pyramide

Ein Körper heißt Pyramide, wenn er von einem Dreieck, Viereck, Fünfeck usw. als Grundfläche und von Dreiecken als Seitenflächen begrenzt wird, die einen Punkt S gemeinsam haben. Der Punkt S heißt Spitze der Pyramide. Der Abstand der Spitze der Pyramide von der Grundfläche heißt Höhe der Pyramide. Der Fußpunkt der Höhe ist der Fußpunkt des Lotes von der Spitze in die Grundfläche. Die Kanten der Grundfläche nennt man Grundkanten, die Kanten der Seitenfläche heißen Seitenkanten.

Pyramidenstumpf

Wird eine Pyramide durch eine zur Grundfläche der Pyramide parallele Ebene geschnitten, so entstehen ein Pyramidenstumpf und die zugehörige Ergänzungspyramide.

Prisma

Ein Körper heißt gerades Prisma, wenn er von zwei zueinander kongruenten und parallelen n-Ecken und von n Rechtecken begrenzt wird. Die n-Ecke heißen Grundfläche und Deckfläche des Prismas. Der Abstand zwischen Grund- und Deckfläche ist die Höhe des Prismas.

Geometrische Körper

Ein geometrischer Körper ist die Menge aller Punkte, Geraden und Ebenen des dreidimensionalen Raumes, die innerhalb eines vollständig abgeschlossenen Teils dieses Raumes liegen.
Die Summe der Flächeninhalte der Begrenzungsflächen bildet den Oberflächeninhalt, der vollständig umschlossene Raum das Volumen des Körpers.

Zusammengesetzte Körper

Viele Körper in der Realität (z. B. Gebäude, Werkstücke) lassen sich als Summe oder Differenz geometrischer Körper wie Prismen, Zylinder, Pyramiden und Halbkugeln usw. darstellen. Das Volumen bzw. der Oberflächeninhalt zusammengesetzter Körper berechnet sich dann entsprechend als Summe oder Differenz der Volumina bzw. Oberflächeninhalte der geometrischen Körper.

Kreiskegel

Werden alle Punkte eines Kreises mit einem Punkt S außerhalb der Kreisebene verbunden, so schließen diese Strecken gemeinsam mit dem Kreis einen Körper ein, der Kreiskegel genannt wird. Er hat einen Kreis als ebene Grundfläche und eine gekrümmte Mantelfläche.

Kreiszylinder

Einen Körper mit zwei zueinander kongruenten und parallelen Kreisen als Grund- und Deckfläche nennt man Kreiszylinder. Liegen die Mittelpunkte der Kreisflächen des Zylinders senkrecht übereinander, so handelt es sich um einen geraden Kreiszylinder. Man kann sich einen geraden Kreiszylinder auch durch Rotation eines Rechtecks um eine seiner Seiten entstanden vorstellen.

Kugel

Die Kugel ist die Menge aller Punkte des Raums, die von einem festen Punkt M, dem Mittelpunkt der Kugel, den gleichen Abstand r haben. Der Abstand heißt Radius der Kugel.