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Qual è la densità dell'acqua? Ha importanza quale sia la temperatura? Come puoi calcolare la densità di altri oggetti e liquidi?
In questa guida spieghiamo la densità dell'acqua, forniamo un grafico che puoi utilizzare per trovare la densità dell'acqua a diverse temperature e spieghiamo tre diversi modi per calcolare la densità.
Qual è la densità dell'acqua?
La densità è la massa per unità di volume di una sostanza. La densità dell'acqua è generalmente pari a 1 g/cm3, ma sotto c'è la densità dell'acqua con unità diverse.
| Unità | Densità dell'acqua |
| Densità dell'acqua g/cm3 | 1 g/cm3 |
| Densità dell'acqua g/ml | 1 grammo/ml |
| Densità dell'acqua kg/m3 | 1000 kg/m3 |
| Densità dell'acqua libbre/piedi3 | 62,4 libbre/piede3 |
Non è un caso che l'acqua abbia una densità pari a 1. La densità è la massa divisa per il volume (ρ=m/v) e l'acqua è stata utilizzata come base per stabilire l'unità metrica di massa, che significa un centimetro cubo (1 cm3) di acqua pesa un grammo (1 g).
Quindi, 1 g/1 cm3= 1 g/cm3, conferendo all'acqua la sua densità facile da ricordare. Tuttavia, la densità esatta dell'acqua dipende sia dalla pressione dell'aria che dalla temperatura dell'area. Queste variazioni di densità sono però molto lievi, quindi, a meno che tu non abbia bisogno di conoscere calcoli molto esatti o che l'esperimento si svolga in un'area con una temperatura/pressione estrema, puoi continuare a utilizzare 1 g/cm3per la densità dell'acqua. Puoi guardare il grafico nella sezione successiva per vedere come cambia la densità dell'acqua con la temperatura.
Si noti che questi valori di densità dell'acqua sono veri solo per l'acqua pura. L'acqua salata (come gli oceani) ha una densità diversa che dipende dalla quantità di sale disciolto nell'acqua. La densità dell'acqua di mare è in genere leggermente superiore alla densità dell'acqua pura, circa 1,02 g/cm3a 1,03 g/cm3.
Densità dell'acqua a diverse temperature
Di seguito è riportato un grafico che mostra la densità dell'acqua (in grammi/cm3) a diverse temperature, che vanno dal punto di congelamento dell'acqua (-22°F/-30°C) al suo punto di ebollizione (212°F/100°C).
Come puoi vedere nella tabella, l'acqua ha una densità esatta solo di 1 g/cm3a 39,2°F o 4,0°C. Una volta sceso al di sotto del punto di congelamento dell'acqua (32°F/0°C), la densità dell'acqua diminuisce perché il ghiaccio è meno denso dell'acqua. Questo è il motivo per cui il ghiaccio galleggia sull'acqua e, quando metti i cubetti di ghiaccio in un bicchiere d'acqua, non affondano direttamente sul fondo.
Il grafico mostra inoltre che, per l'intervallo di temperature tipico dei laboratori scientifici al chiuso (da circa 10 °C/50 °F a 21 °C/70 °F), la densità dell'acqua è molto vicina a 1 g/cm3, motivo per cui quel valore viene utilizzato in tutti i calcoli della densità, tranne quelli più esatti. È solo quando la temperatura è molto estrema in una direzione o nell'altra (vicina al congelamento o all'ebollizione), che la temperatura dell'acqua cambia abbastanza da 1 g/cm3non sarebbe più accettabilmente accurato.
test delle prestazioni
| Temperatura (°F/°C) | Densità dell'acqua (grammi/cm3) |
| -22°/-30° | 0,98385 |
| -4°/-20° | 0,99355 |
| 14°/-10° | 0,99817 |
| 32°/0° | 0,99987 |
| 39,2°/4,0° | 1.00000 |
| 40°/4,4° | 0,99999 |
| 50°/10° | 0,99975 |
| 60°/15,6° | 0.99907 |
| 70°/21° | 0.99802 |
| 80°/26,7° | 0,99669 |
| 90°/32,2° | 0.99510 |
| 100°/37,8° | 0.99318 |
| 120°/48,9° | 0,98870 |
| 140°/60° | 0,98338 |
| 160°/71,1° | 0,97729 |
| 180°/82,2° | 0.97056 |
| 200°/93,3° | 0,96333 |
| 212°/100° | 0,95865 |
Fonte: USGS
Come calcolare la densità di una sostanza
Quindi sai qual è la densità dell'acqua a diverse temperature, ma cosa succede se vuoi trovare la densità di qualcosa che non è acqua? In realtà è abbastanza facile da fare!
Puoi trovare la densità di qualsiasi sostanza dividendo la sua massa per il suo volume. La formula per la densità è: ρ=m/v , con densità rappresentata dal simbolo ρ (pronunciato 'rho').
Esistono tre modi principali per calcolare la densità, a seconda che tu stia cercando di trovare la densità di un oggetto di forma regolare, di un oggetto irregolare o di un liquido e se disponi di strumenti speciali come un idrometro.
Calcolo della densità di un oggetto regolare
Per gli oggetti regolari (quelli le cui facce sono poligoni standard, come quadrati, rettangoli, triangoli, ecc.) puoi calcolare massa e volume abbastanza facilmente. La massa di un oggetto è semplicemente quanto pesa e tutti i poligoni regolari hanno un'equazione per determinarne il volume in base alla lunghezza, larghezza e altezza.
Ad esempio, supponiamo di avere un pezzo rettangolare di alluminio che pesa 865 g e misura 10 cm x 8 cm x 4 cm. Per prima cosa dovresti trovare il volume del pezzo di alluminio moltiplicando la lunghezza, la larghezza e l'altezza (che è l'equazione per il volume di un rettangolo).
V = 10 cm x 8 cm x 4 cm = 320 cm3
Linux Mint Cannella vs Mate
Successivamente, dividi la massa per il volume per ottenere la densità (ρ=m/v).
865 g/320 cm3= 2,7 g/cm3
Quindi la densità dell'alluminio è 2,7 g/cm3, e questo vale per qualsiasi pezzo di alluminio (puro e solido), qualunque sia la sua dimensione.
Calcolo della densità di un oggetto liquido o irregolare
Se l'oggetto ha una forma irregolare e non riesci a calcolarne facilmente il volume, puoi trovare il suo volume inserendolo in un cilindro graduato pieno d'acqua e misurando il volume d'acqua che sposta. Il principio di Archimede afferma che un oggetto sposta un volume di liquido pari al proprio volume. Una volta trovato il volume, utilizzerai l'equazione standard ρ=m/v.
Quindi, se avessi un pezzo di alluminio diverso e irregolare che pesasse 550 g e spostasse 204 ml di acqua in un cilindro graduato, l'equazione sarebbe ρ = 550 g/204 ml = 2,7 g/ml.
Se la sostanza di cui stai cercando di trovare la densità è un liquido, puoi semplicemente versare il liquido nel cilindro graduato e vedere qual è il suo volume, quindi calcolare la densità da lì.
Calcolo della densità di un liquido con un idrometro
Se stai cercando di calcolare la densità di un liquido, puoi farlo anche utilizzando uno strumento noto come idrometro. Un idrometro sembra un termometro con un grosso bulbo a un'estremità per farlo galleggiare.
Per usarne uno, abbassa semplicemente delicatamente l'idrometro nel liquido finché l'idrometro non galleggia da solo. Trova quale parte dell'idrometro si trova proprio sulla superficie del liquido e leggi il numero sul lato dell'idrometro. Questa sarà la densità. Gli idrometri galleggiano più in basso nei liquidi meno densi e più in alto nei liquidi più densi.
mappa dattiloscritta
Riepilogo: Qual è la densità dell'acqua?
La densità dell'acqua è generalmente arrotondata a 1 g/cm3o 1000 kg/m3, a meno che tu non stia facendo calcoli molto esatti o conducendo un esperimento a temperature estreme. La densità dell'acqua cambia a seconda della temperatura, quindi se stai eseguendo un esperimento vicino o oltre il punto di ebollizione o di congelamento dell'acqua, dovrai utilizzare un valore diverso per tenere conto della variazione di densità. Sia il vapore che il ghiaccio sono meno densi dell'acqua.
L'equazione per la densità è ρ=m/v.
Per misurare la densità di una sostanza si può calcolare il volume di un oggetto di forma regolare e da lì procedere, misurare il volume di un liquido ovvero quanto liquido sposta un oggetto irregolare in un cilindro graduato, oppure utilizzare un idrometro per misurare la densità densità di un liquido.
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