Versuch 4

Wir bestimmen die Dichte als Masse pro Volumen für verschiedene Metalle.

Die Masse wird mit einer selbst kalibrierten Federwaage gemessen.

Das Volumen wird für regulär geformte Körper aus verschiedenen Längenmessungen berechnet.

Motivationsvideo

(Die in den Videos behandelten Experimente entsprechen nicht unbedingt den Aufgaben in der Versuchsanleitung.)

Versuchsaufbau

Versuchsaufbau mit Messchieber, Bügelmessschraube, Federwaage, Prüfgewichten und verschiedenen Proben.

Messschieber

Ein Messschieber hat einen feststehenden und einen beweglichen Messschenkel, die an die Probe angelegt werden, ohne dabei Kraft auszuüben. Der Messschieber eignet sich für Außen-, Innen- und Tiefenmaße.

Die Längenmessung beruht auf dem Vergleich mit einer kalibrierten Skala. Beim Messschieber wird die Ablesegenauigkeit durch einen Nonius verbessert.

🔗 https://de.wikipedia.org/wiki/Messschieber

🔗 https://de.wikipedia.org/wiki/Nonius

Messschraube

Eine Messschraube (auch Bügelmessschraube, Mikrometerschraube) hat eine feststehende und eine bewegliche Messfläche, die an die Probe angelegt werden. Die beiden Messflächen sind durch einen Bügel miteinander verbunden.

Die Bewegung erfolgt mithilfe einer Feingewindeschraube. Der Feststellring muss geöffnet sein. Um sicherzustellen, dass keine Kraft auf die Probe ausgeübt wird, bewegt man die Feingewindeschraube mit der kleinen "Gefühlsschraube".

Der Messwert wird zuerst auf der Hauptskala abgelesen, dann (Bruchteile 1/50 oder 1/100 mm) auf der Feinskala. Im Bild beträgt der Messwert 1,64 mm.

🔗 https://wiki.uni-due.de/tud/index.php/Bügelmessschraube

🔗 https://de.wikipedia.org/wiki/Messschraube

Federwaage

Die Funktionsweise der Federwaage beruht auf der Ausdehnung einer Spiralfeder durch das Gewicht des Probenstücks. In guter Näherung gilt dabei ein linearer Zusammenhang zwischen Ausdehnung und Gewichtskraft (Hookesches Gesetz).

Unsere Federwaage hat eine Skala mit Spiegel, die ein parallaxenfreies Ablesen erlaubt. Der abgelesene Wert ist korrekt, wenn die Blickrichtung senkrecht zur Spiegelskala ist, d.h. wenn der Ablesepunkt und sein Spiegelbild zusammenfallen.

Prüfgewichte

Für die Kalibrierung der Federwaage verwenden wir Gewichtsstücke mit bekannten Massen, sogenannte Prüfgewichte. Diese gibt es verschiedenen Genauigkeitsklassen: E1, E2, F1, F2, M1, M2, M3 (abnehmende Genauigkeit).

📄 Kern Prüfgewichte.pdf

📄 Kalibrierschein.pdf  (gilt stellvertretend für alle vorhandenen Prüfgewichte)

Periodensystem

Im Periodensystem der Elemente sind alle bekannten chemischen Elemente aufgelistet. Die Reihenfolge richtet sich nach der Kernladungszahl (Ordnungszahl). Die Auflistung wird so in Zeilen (Perioden) unterteilt, dass in jeder Spalte Elemente mit ähnlichen chemischen Eigenschaften stehen.

Die Dichte der reinen Elemente nimmt tendenziell mit der Ordnungszahl zu, innerhalb der Perioden gibt es jeweils ein Maximum in den Nebengruppen. Unter den festen Stoffen haben die Alkali- und Erdalkalimetalle vergleichsweise geringe Dichten, die Übergangsmetalle, Lanthanoide und Actinoide vergleichsweise hohe Dichten.

🔗 https://ptable.com/