Massa gedeeld door volume is gelijk aan dichtheid
De oude vraag of een kilo veren of een kilo ijzer meer weegt, is een goede benadering om de dichtheid van een stof te visualiseren. Op deze manier van achteren aangewend, de vraag of de kilo ijzer of veren meer ruimte nodig hebben, het begrip van dichtheid. Wat meer ruimte nodig heeft, heeft een lagere dichtheid.
De ruimte die een stof nodig heeft om zijn gewicht te krijgen, wordt gedefinieerd als zijn volume. Het gewicht in dit voorbeeld is de massa van de stof. Als de massa van de stof, dat wil zeggen het gewicht, wordt gedeeld door het volume, kan de relatie tussen de benodigde hoeveelheid stof en de benodigde ruimte worden bepaald. In het geval van aluminium is deze dichtheid 2,70 gram per kubieke centimeter en wordt ook wel het soortelijk gewicht genoemd.
Veel lichter, maar zo sterk als staal
Aluminium is een zacht metaal en heeft toch een hoge mate van stabiliteit, wat een van de doorslaggevende voordelen is vanwege het gewicht van het lichte metaal. Zelfs in de handel verkrijgbare legeringen, waarvan de dichtheid en dus het gewicht worden verhoogd door de legeringspartners, bereiken slechts ongeveer een derde van de dichtheid van staal. De stabiliteitseigenschappen zijn vergelijkbaar.
De dichtheid van aluminium is slechts een gemiddelde geschatte waarde die kan veranderen door externe invloeden zoals temperatuur. Zolang het metaal in zijn vaste toestand blijft, wat het geval is tot het smeltpunt van 660 graden, zijn de geleidelijke veranderingen in dichtheid technisch te verwaarlozen.
Over het algemeen verandert de dichtheid van stoffen in twee richtingen. Vanuit een bevroren toestand neemt de dichtheid toe tijdens het ontdooien, om op een gegeven moment te "kantelen" en dan weer af te nemen door de toegenomen beweging van de moleculen. Wat gemakkelijk te zien is met water en ijs, is bij aluminium meer theoretisch.
Vergelijking met de dichtheid van andere stoffen
Om de dichtheid van aluminium te classificeren, moet ter vergelijking de dichtheid van andere materialen die vergelijkbare taken uitvoeren, worden gebruikt. Droog hout beweegt in een dichtheidsbereik tussen 0,4 en 0,8 gram per kubieke centimeter. Acrylglas heeft een dichtheid van ongeveer 1,2 gram, PVC van 1,36 en kwartsglas van 2,2 gram.
Onder de metalen zijn gietijzer, zink en tin net onder de dichtheid van aluminium, staal is ongeveer 7,85 gram, titanium 4,5 gram, ijzer 7,9 gram, chroom 7,2 en goud 19,32 gram per kubieke centimeter.
tips en trucs
Om een indruk te krijgen van het bereik van alle dichtheden, kun je de laagste massadichtheid gebruiken voor luchtgel (0,003 gram) en de hoogste voor het chemische element osmium (22,61 gram).
