Dichte ist Masse je Volumen, ρ = m/V. Sind zwei der drei Größen bekannt, steht die dritte fest, und der Rechner löst nach jeder von ihnen auf. Eingetragen wird in Kilogramm und Litern, ausgegeben in Kilogramm je Kubikmeter — der Einheit, in der Materialtabellen geführt werden.
Als Vergleich dient Wasser bei 20 °C mit 998,2 kg/m³, nicht die gerundeten 1000. Die glatte Tausend gilt bei etwa 4 °C, wo Wasser am dichtesten ist. Im Zimmer ist es bereits knapp zwei Promille leichter — genug, dass eine Waage im Praktikum den Unterschied zeigt.
Warum Eis schwimmt
Eis hat 917 kg/m³ und damit rund 92 Prozent der Dichte von Wasser. Ein schwimmender Körper verdrängt so viel Wasser, wie er selbst wiegt — deshalb liegen etwa 92 Prozent eines Eisbergs unter der Oberfläche und nur der Rest darüber.
Dass die feste Form leichter ist als die flüssige, ist unter den Stoffen die Ausnahme. Beim Gefrieren ordnen sich Wassermoleküle in ein Gitter mit auffällig viel Leerraum, weil jedes Molekül vier Wasserstoffbrücken in feste Richtungen bildet. Ohne diese Eigenheit würden Seen von unten zufrieren.
Dichte hängt von der Temperatur ab
Fast alle Stoffe dehnen sich beim Erwärmen aus, und die Dichte sinkt entsprechend. Bei Wasser sind es zwischen 20 und 80 °C rund drei Prozent, bei Luft weit mehr: Warme Luft steigt genau deshalb auf.
Wasser hat dabei eine Besonderheit, die Anomalie: Zwischen 0 und 4 °C wird es beim Erwärmen dichter statt leichter. Das Maximum liegt bei 3,98 °C mit 999,97 kg/m³. Deshalb sinkt das kälteste Wasser im See nicht zu Boden, sondern bleibt oben und friert dort.
Dichte, Wichte und spezifisches Gewicht
Die Dichte wird in kg/m³ angegeben und ist eine Materialeigenschaft. Die Wichte dagegen ist eine Kraft je Volumen, in N/m³, und hängt über die Fallbeschleunigung vom Ort ab — im Bauwesen ist sie die gebräuchlichere Größe.
Der Ausdruck „spezifisches Gewicht" wird im Alltag für beides benutzt und ist deshalb mehrdeutig. Das dritte Ausgabefeld dieses Rechners, das Verhältnis zu Wasser, entspricht der relativen Dichte: eine reine Verhältniszahl ohne Einheit. Ein Wert unter eins bedeutet, dass das Material schwimmt.