Densità dell'acqua è il rapporto tra la massa e il volume dell'acqua a temperatura ambiente è 998,2 kg/m³. La densità di qualsiasi sostanza è definita come la quantità di massa presente nell'unità di volume della sostanza data.

Per l'acqua pura, la densità è 1 grammo/cm ³ O 1000 kg/m ³ . La densità dell’acqua pura varia con la temperatura e raggiunge il suo punto più alto alla temperatura di 4 °C, ovvero 1000 kg/m³.

La densità dell'acqua è massima a 4 °C.

Qual è la densità dell'acqua?

Il termine densità si riferisce a quanto volume (spazio) occupa un oggetto o una sostanza in relazione alla quantità di materiale che contiene (la sua massa). Un altro modo di pensare alla densità è la quantità di massa per unità di volume. Un oggetto ad alta densità è solido e compatto. L'unità SI della densità è kg/m³e g/cm³nel sistema CGS. È una proprietà intrinseca della materia.

La densità dell'acqua è di 1 g/cm³il che non è una coincidenza. La densità è il rapporto tra la massa della materia e il volume da essa occupato utilizzato per calcolare la densità di 1 g di acqua che occupa 1 cm³volume. Inoltre, anche la pressione dell’aria e la temperatura atmosferica influiscono sulla densità effettiva dell’acqua.

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Tuttavia, queste differenze di densità sono relativamente piccole, quindi puoi continuare a utilizzare 1 g/cm³per la densità dell'acqua, a meno che non sia necessario eseguire calcoli altamente specifici o che l'esperimento venga condotto in condizioni di temperature o pressioni estreme.

Tuttavia, la densità dell'acqua per i diversi sistemi metrici è riportata di seguito:

La sostanza la cui densità è inferiore a quella dell'acqua galleggia sull'acqua, mentre la sostanza la cui densità è maggiore dell'acqua affonda nell'acqua.

L'immagine sotto mostra tre contenitori nel primo contenitore la densità del sughero è inferiore a quella dell'acqua quindi galleggia sull'acqua, nel secondo contenitore la densità del legno è quasi uguale all'acqua quindi viene parzialmente immerso nell'acqua, e nel terzo contenitore, la densità del sughero e dell'alluminio è maggiore dell'acqua, quindi affonda nell'acqua.

Tieni presente che questi dati sulla densità dell'acqua si applicano solo all'acqua pura. La densità dell'acqua salata (come quella degli oceani) varia a seconda della quantità di sale disciolto nell'acqua. La densità dell'acqua di mare è normalmente compresa tra 1,02 g/cm³e 1,03 g/cm³, che è leggermente maggiore della densità dell'acqua pura.

Proprietà dell'acqua

L'acqua è un liquido strano, è il liquido più importante per la sopravvivenza dell'uomo. Varie proprietà dell'acqua sono discusse di seguito,

Formula della densità dell'acqua

La densità dell'acqua viene calcolata utilizzando la formula della densità normale,

D = M/V

Dove,
D è la densità dell'acqua
M è la massa dell'acqua
IN è il volume dell'acqua

Lo sappiamo,

A temperatura ambiente, se il volume dell'acqua è 1 ml, la sua massa risulta pari a 0,995 grammi. Ora la densità dell'acqua è:

D = massa/volume

= 0,995/1
= 0,995 g/ml = 0,995 g/cm³

Impara di più riguardo Densità E Struttura e proprietà dell'acqua

Come calcolare la densità dell'acqua?

Per calcolare la densità dell'acqua si usa un cilindro graduato. Una bombola vuota viene presa e pesata su una macchina. Questo ci dà la massa di un cilindro graduato vuoto, cioè m.

Ora il cilindro viene riempito con la quantità d'acqua necessaria e pesato nuovamente. Questo ci dà la massa del cilindro graduato pieno, cioè m’.

Ora la differenza tra le masse calcolate ci darebbe la massa dell'acqua. Così,

Massa d’acqua (M) = m’ – m

Il volume dell'acqua (V) si trova utilizzando la marcatura sul cilindro. Si trova che il volume dell'acqua è quasi uguale alla sua massa.

Quindi, usando la formula per la densità otteniamo,

ρ = Massa d'acqua/Volume d'acqua

ρ = M/V [poiché massa (M) e volume (V) sono quasi uguali]

ρ = 1 g/ml

Si conclude che la densità dell'acqua è un valore costante, cioè 1 g/ml O 1 g/cm ³ .

Densità dell'acqua a temperatura ambiente

A temperatura ambiente, cioè tra 20 °C e 25 °C, la densità dell'acqua è 0,9982 g/cc o 998,2 kg/m³. La massa dell'acqua è quasi uguale al suo volume a temperatura ambiente e l'acqua rimane in forma liquida a temperatura ambiente. L'acqua di mare contiene vari sali e minerali disciolti al suo interno, quindi la sua densità è leggermente superiore a quella dell'acqua normale. Normalmente la densità dell'acqua di mare è di circa 1027 kg/m³.

Fattori che influenzano la densità dell'acqua

Numerosi fattori possono influenzare la densità di una sostanza. Alcuni dei fattori che influenzano la densità dell'acqua sono elencati di seguito:

La densità dell'acqua è di circa 1 grammo per centimetro cubo (1 g/cm³).

• Sebbene la relazione sia descritta come non lineare e unimodale piuttosto che monotona, dipende dalla temperatura.
• L'acqua liquida tende a diventare più densa quando viene raffreddata dalla temperatura ambiente, tuttavia si ritiene che l'acqua pura raggiunga la sua massima densità a circa 4 °C e da 4 °C a 0 °C la densità dell'acqua aumenti, e questo comportamento è chiamato comportamento anomalo comportamento dell'acqua.
• Raffreddandosi maggiormente, tende ad espandersi e a diventare meno denso. Quindi l'acqua è uno strano liquido che diventa più denso fino a un punto specifico durante il raffreddamento e poi inizia ad espandersi durante un ulteriore raffreddamento.

Densità dell'acqua a varie scale di temperatura

La tabella seguente mostra la densità dell'acqua (in g/cm³) a diversi valori di temperatura (in °C)

Come si osserva, l'acqua ha una densità esattamente pari a 1 g/cm³solo a 4°C. Inoltre, è stato osservato che la densità dell'acqua diminuisce con l'aumento della temperatura. Il ghiaccio ha una densità inferiore a quella dell'acqua, il che provoca una diminuzione della densità dell'acqua. Questo è il motivo per cui il ghiaccio galleggia sull’acqua e perché i cubetti di ghiaccio non cadono semplicemente sul fondo di un bicchiere d’acqua quando li metti dentro.

Espansione anomala dell'acqua

L'acqua si comporta in modo anomalo al riscaldamento ovvero la sua espansione non è lineare. La sua densità è prima aumentata da 0 °C a 4 °C e poi ha iniziato a diminuire man mano che il suo volume ha iniziato ad aumentare.

Ora è evidente che la sua densità è massima a 4°C

La densità massima dell'acqua è a 4°C ovvero 1 g/cm³o 1000 kg/m³.

Densità vs temperatura

Poiché la sua densità cambia con la temperatura, l'acqua non ha una densità assoluta. La forma liquida ha una densità maggiore rispetto alla forma solida. Per sapere come varia la densità con la temperatura, guarda il grafico della densità rispetto alla temperatura mostrato di seguito.

Densità massima dell'acqua a 4 °C?

L'acqua è un liquido strano e si comporta in modo anomalo. La densità dell'acqua è massima a 4 °C e ciò può essere spiegato come,

• Man mano che l'acqua congela, le sue particelle si avvicinano fino a raggiungere la loro densità massima a 4°C. A questa temperatura l'acqua è solo allo stato liquido.
• Dopo che questa diminuisce ulteriormente la temperatura l'acqua tende a congelare e ad acquisire uno stato solido.
• Si potrebbe pensare che l'acqua solida sia più densa, ma quando inizia a congelare acquisisce una struttura a gabbia che alla fine aumenta il volume dell'acqua e questo è il motivo per cui il ghiaccio galleggia sull'acqua.
• Ora come sappiamo se il volume aumenta la densità diminuisce. Pertanto, la densità dell'acqua diminuisce dopo 4°C.

Quindi è chiaro che la densità dell'acqua è massima a 4°C

Controllo: Formula della pressione dell'acqua

Esperimento sulla densità dell'acqua

Per capire meglio la densità dell'acqua, come si comporta e il suo confronto rispetto ad altre sostanze. Eseguiamo l'attività menzionata di seguito:

Prendi una piccola quantità di alcuni liquidi viscosi come l'acqua, ad es. Sapone liquido, latte, sciroppo di zucchero, miele, alcool etilico e olio d'oliva in una provetta. Mescolateli bene in modo che ciascuna delle sostanze non possa essere osservata chiaramente.

Ora lascialo agire per alcune ore in modo che lo strato di ciascuna sostanza si stabilizzi ad un certo livello come mostrato di seguito:

Ora, è stato osservato che sostanze diverse hanno densità diverse. Ciò implica che ciascuna sostanza pesa in modo diverso a parità di volume. Poiché il loro peso varia, le sostanze più pesanti tendono a depositarsi sul fondo, come il miele e lo sciroppo di zucchero, mentre quelle più leggere, come l'olio d'oliva e l'alcol etilico, tendono a galleggiare in alto.

Densità dei liquidi comuni

Diversi liquidi hanno densità diverse poiché hanno masse diverse per un volume fisso di liquido. La tabella discussa di seguito ci dice la densità di vari liquidi a temperatura ambiente.

Per saperne di più,

• Legge di Pascal
• Galleggiabilità
• Principio di Bernoulli

Esempi risolti sulla densità dell'acqua

Esempio 1: Calcolare la densità dell'acqua se la massa del cilindro graduato vuoto è 10,2 g e quella piena è 20 g.

Soluzione:

Abbiamo,

m’ = 20

m = 10,2

Calcolare la massa dell'acqua.

M = m’ – m

M = 20 – 10,2

M = 9,8 g

Quindi, volume (V) = 9,8 ml

Usando la formula otteniamo,

ρ = M/V

= 9,8/9,8

= 1 g/ml

Esempio 2: Calcola la massa del cilindro graduato pieno se la massa dell'acqua è 5 g e la massa del cilindro vuoto è 15 g.

Soluzione:

Abbiamo,

M = 5

m = 15

Usando la formula che abbiamo,

M = m’ – m

m’ = M + m

m’ = 5 + 15

m’ = 20 g

Pertanto, la massa richiesta del cilindro graduato pieno è 20 g.

Controllo: Differenza tra densità e gravità specifica

Densità dell'acqua – Domande frequenti

A quale temperatura la densità dell'acqua è massima?

La densità dell'acqua è massima a 4°C o a 39°F.

Qual è la densità dell'acqua?

La densità di una sostanza è definita come la massa di quella sostanza distribuita su un'unità di volume. È indicato con il simbolo rho (ρ). La sua unità di misura standard è il chilogrammo per metro cubo (kg/m³) e la formula dimensionale è data da [M¹l^-3T⁰].

Perché la densità dell'acqua è maggiore di quella del ghiaccio?

La densità dell'acqua è maggiore della densità del ghiaccio perché quando l'acqua forma il ghiaccio il suo volume aumenta formando una struttura a gabbia

Perché il ghiaccio galleggia nell'acqua?

A circa 4° Celsius, l'acqua ha la sua densità più alta. Il ghiaccio galleggia perché ha una densità inferiore rispetto all'acqua liquida. Durante il congelamento, la densità del ghiaccio diminuisce di circa il 9%.

In che modo la temperatura influisce sulla densità dell'acqua?

La densità dell'acqua cambia con la temperatura. Aumenta quando l'acqua viene raffreddata fino a 4°C e diminuisce quando la temperatura scende al di sopra o al di sotto di questo punto. Ad esempio, a 100°C, la densità è di circa 958,4 kg/m³, mentre a -30°C è di circa 983,854 kg/m³​.

Perché la densità dell'acqua ha un massimo a 4°C?

A circa 4°C l'acqua raggiunge la sua densità massima a causa dell'equilibrio delle forze molecolari concorrenti. Al di sotto di questa temperatura, l’acqua inizia ad espandersi mentre si prepara a congelare, motivo per cui il ghiaccio galleggia sull’acqua liquida.

La presenza di sali e minerali influisce sulla densità dell'acqua?

Sì, la densità dell'acqua può aumentare con la presenza di sali disciolti, minerali e altre sostanze. L’acqua di mare, ad esempio, è più densa dell’acqua dolce, con densità tipiche intorno a 1027 kg/m³ in superficie a causa del contenuto di sale.

Qual è la densità dell'acqua di mare?

La densità dell'acqua di mare, in superficie 1027 kg/m³circa.

Qual è la densità dell'acqua a temperatura ambiente?

La densità dell'acqua a temperatura ambiente è 998,2 kg/m³.