Dichte, Haerte, Volumen qualitativ herausfinden, d.h. durch

Kain · Gast

Meine Frage:
Ich suche Moeglichkeiten, wie man Eigenschaften (Temperatur, Dichte, Haerte, Volumen) eines Objekts herausfinden kann ohne zu messen, d.h. durch Vergleich.
Ich will also nicht wissen, ob Eichenholz eine Dichte von 0,6 g/cm3 hat, sondern ob seine Dichte bspw. groesser ist als die von Ahornholz, und dass durch simple Vergleiche, die man ohne grosse Ausruestung durch gesunden Menschenverstand erdenken kann. Die Ergebnisse sollten nicht erechnbar, sondern beobachtbar sein.

Wenn ich z.B. zwei Holzstuecke habe, eins aus Eichenholz, eins aus Birkenholz, wie wuerdet ohne Messinstrumente herausfinden koennen, welches haerter und dichter ist?
Anderes Beispiel: Ich habe zwei Steine, die beide in der Sonne gelegen haben, wie finde ich heraus (wenn der Unterschied so gering ist, dass ich ihn nicht fuehlen kann), welcher waermer ist?
Meine Loesungsvorschlaege sind extrem amateurhaft und zeugen sicherlich nicht gerade von physikalischen, vielleicht sogar generell praktischem Sachverstand. Deshalb rechne ich jetzt mich Euch, die ihr hoffentlich bessere Ideen habt, diese Eigenschaften durch Vergleichen zu bestimmen.

Meine Ideen:
Temperatur:

Bei zwei Glaesern mit Wasser liesse sich herausfinden, was waermer ist, indem man jeweils gleichgrosse Eisstuecke in das Glas wirft und schaut, welches sich schneller aufloest.
Bei festen Gegenstaenden faellt mir nichts ein. Sie in zwei Behaelter mit Wasser zu werfen und abzuwarten, bis sie die Waerme abgegeben oder aufgenommen haben und dann wieder die Eiswuerfel hineinzuwerfen, um zu sehen, welcher sich schneller aufloest, kann ja nicht funktionieren, insofern das Ergebnis dadurch verfaelscht wird, das Koerper unterschiedlich schnell/stark Waerme an Wasser abgeben oder aufnehmen. Ausserdem wuerden Gegenstaende mit geringerer Dichte ja gar nicht im Wasser untergehen.

Volumen:
Das erscheint mir bei Steinen oder Menschen z.B. ziemlich leicht. Beide Gegenstaende in ein Becken mit Wasser tauchen und sehen, durch welchen mehr Wasser verdraengt wird. Allerdings besteht hier das Problem, dass viele Gegenstaende eine geringere Dichte als Wasser haben, also gar nicht erst untergehen und auch in der Wasseraufnahmefaehigkeit von Gegenstaenden, wenn ich z.B. einen Baumwoll-Stoffballen ins Wasser tauche und er das Wasser aufnimmt, also weniger Wasser verdraengt, ist sein Volumen natuerlich immernoch groesser als das eines kleineren Steins. Evtl. koennte man das Problem dadurch loesen, beide Gegenstaende mit Plastik zu ueberziehen, was die Wasseraufnahmefaehigkeit hemmt, waere aber auch nur eine Loesung fuer Gegenstaende mit groesserer Dichte als Wasser.

Dichte:
Wenn man eine geeignete Methode haette, das Volumen zu messen und man beide Gegenstaende auf das selbe Volumen bringen koennte, koennte man durch eine Pendelwaage rausfinden, welches mehr wiegt und bei gleichem Volumen dementsprechend die groessere Dichte besitzt. Ist aber auch nicht wirklich ueberzeugend, zumal man nicht jeden Gegenstand bspw. einen Stein mal eben so aus das entsprechende Volumen "zurechtschnitzen" kann.

Haerte:
Klassisch waere wohl, einfach eine Kugel von 1m Hoehe immer wieder fallen zu lassen, und zu schauen, welches Objekt sich mehr verformt.

Besten Dank im Voraus

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Kain · Gast

Danke fuer die Antwort!
Haertevergleich durch Reiben erscheint in der Tat beim direkten Vergleich zwischen zwei Gegenstaenden das Sinnvollste zu sein!
Beim Volumen gab es ja das Problem, dass z.B. wasseraufnehmende Stoffe nicht dieselbe Menge an Wasser verdraengen werden, wie es ihrem eigentlichen Volumen entsprechen wuerde, darum faellt die Fluessigkeitsverdraengung weg, es sei den man hat wuerde das Objekt mit einem wasserabweisenden Stoff ueberziehen. Das Simpelste waere wohl, einen Gipsabdruck oder Wachsabdruck zu machen, und dann die Form mit Sand oder dergleichen fuellen, um das Volumen rauszufinden.
Wie du die Dichte durch das Abwiegen der verdraengten Fluessigkeit rausfinden willst, ist mir nicht klar, wahrscheinlich verstehe ich dich einfach falsch. Meine Methode waere ja wie im Eingangsbeitrag geschrieben, die beiden Objekte bei selben Volumen zu wiegen.
Das der Temperaturvergleich schwierig ist, sofern es sich um unterschiedliche Stoffe handelt, ist klar. Da wird es wohl kein so einfaches Rezept wie in den anderen Faellen geben.
Beste Gruesse

D2 · Anmeldungsdatum: 10.01.2012 Beiträge: 1723

Anstatt Flüssigkeit kann man direkt Sand /Pulver verwenden und wiegen.
Nachteil: Sand kann man teilweise durch Erschüttungen komprimieren,
aber für ein Vergleich größer/kleiner reicht esim jedem Fall.
Die Dichtemessung hat als Erster einer gemacht der Heureka rief und nackt durch die Heimatstadt lief.
http://www.leifiphysik.de/web_ph08_g8/geschichte/11archimedes-krone/dialog.htm
http://de.wikipedia.org/wiki/Dichte