Relative Dichte

Die Relative Dichte d, auch spezifische Dichte, beschreibt das Verhältnis zweier Dichten.

• das Verhältnis der Dichte ρ eines Stoffes zur Dichte ρ₀ eines Normzustandes dieses Stoffes
• der Dichte ρ eines Stoffes zur Bezugsdichte ρ₀ eines Bezugsstoffes

$ d={\rho \over \rho _{0}} $

Die relative Dichte ist als Größenverhältnis also eine dimensionslose Größe ohne Einheit. Die Dichte selbst ist Masse je Volumen (Einheit: kg/m³). Definition siehe DIN 1306.

Bezugsgrößen

Häufige Standard-Bezugsdichten (Normale) sind die Dichte von reinem Wasser im Normzustand bei 3,98 °C und die Dichte von trockener Luft bei Normalbedingung (0 °C und 1013,25 mbar = 1,2931 kg/m³) oder Standardbedingung (20 °C oder 25 °C bei gleichem Luftdruck).

Die relative Dichte $ d_{T2}^{T1} $ ist das Verhältnis der Masse eines bestimmten Volumens einer Flüssigkeit bei der Temperatur T1 zur Masse des gleichen Volumens von Wasser bei der Temperatur T2. Eine gängige relative Dichte ist $ d_{20}^{20} $, diese beschreibt also die Dichte einer Flüssigkeit bei 20 °C in (z.B. 2 g/cm³) im Verhältnis zur Dichte von Wasser bei 20 °C (ca. 1 g/cm³). Die relative Dichte wäre dann 2, demnach ist die Flüssigkeit, bei 20 °C, doppelt so dicht wie Wasser bei 20 °C. Ein weiteres Beispiel ist $ d_{4}^{20} $, dieses beschreibt die Dichte einer Flüssigkeit bei 20 °C im Verhältnis zur Dichte von Wasser bei 4 °C.^[1]

Verwendung

In der Mineralogie und den Ingenieurwissenschaften sind Dichteangaben meist auf die Dichte von Wasser bezogen. Die Verwendung ist dann von Nutzen, wenn ein Material z. B. infolge unterschiedlicher Temperaturen in unterschiedlichen Strukturen, z. B. mit größerer oder kleinerer Porosität vorliegt.

Bei Gasen dient sie meist dazu, das "Schwereverhältnis" zu Luft darzustellen. Siehe dazu DIN 1871 (Mai 1999), in der die relative Dichte eines Gases als Quotient aus der Dichte eines Gases und der Dichte trockener Luft bei gleichem Druck und gleicher Temperatur definiert wird.

Ein Gas mit einer relativen Dichte < 1,0 ist leichter als Luft, steigt also nach oben und ein Gas mit einer relativen Dichte > 1,0 ist schwerer als Luft und fällt somit nach unten: Erdgas hat beispielsweise eine relative Dichte von 0,55 bis 0,75 und Flüssiggas bzw. Propan von 1,55.

Literatur

• DIN 1306 Dichte; Begriffe, Angaben
• DIN 1871 Gasförmige Brennstoffe und sonstige Gase - Dichte und andere volumetrische Größen
• Bergmann, Schaefer: Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 1, 11. Auflage

Einzelnachweise