Cos’è la densità in chimica? Densità di acqua ed aria a varie temperature

MEDICINA ONLINE LABORATORIO CHIMICA FISICA SANGUE ANALISI FECI URINA GLICEMIA AZOTEMIA DENSITA CHEMISTRY LAB VISCOSITA LIQUIDO GAS SOLIDO FLUIDO ACQUA MIELE OLIO VINO RESISTENZA ATTRITO MOVIMENTO MATERIALE ESPERIMENTOLa densità di un materiale è il rapporto tra la sua massa ed il suo volume (cioè massa diviso volume); l’unità di misura della densità è il kg/m³. Nell’uso comune si utilizza talvolta il kg/litro (kg/dm³), che corrisponde esattamente al g/cm³.

Il materiale in esame può essere sia un liquido che un solido o un gas. La densità nella tavola periodica degli elementi tende a crescere nei gruppi dall’alto verso il basso (fanno eccezione berillio e magnesio), mentre nei periodi cresce da sinistra a destra fino a boro-alluminio-rame-rutenio-iridio, per poi decrescere.

I corpi con densità maggiore vanno a fondo se immersi in fluidi con densità minore; invece i corpi con densità minore galleggiano su fluidi che hanno densità maggiore, ciò è valido solo se l’esperimento viene effettuato sotto effetto della gravità, mentre ciò non è vero in assenza di gravità, ad esempio nello spazio. Questa proprietà è alla base del celebre Principio di Archimede:

«ogni corpo immerso parzialmente o completamente in un fluido (liquido o gas) riceve una spinta verticale dal basso verso l’alto, uguale per intensità al peso del volume del fluido spostato».

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Densità dell’acqua a varie temperature

Nella tabella seguente è indicata la densità dell’acqua in grammi per centimetro cubo a varie temperature (in °C). I valori sotto 0 °C si riferiscono allo stato di acqua sottoraffreddata.

Temperatura (°C) Densità (g/cm3) Volume specifico (cm3/g)
100 0,9584 1,0434
80 0,9718 1,0290
60 0,9832 1,0171
40 0,9922 1,00786
30 0,9956502 1,00437
25 0,9970479 1,00296
22 0,9977735 1,00223
20 0,9982071 1,001796
15 0,9991026 1,000898
10 0,9997026 1,000297
4 0,9999720 1,0000280
0 0,9998395 1,00016
−10 0,998117 1,001886
−20 0,993547 1,006495
−30 0,983854 1,01641

Densità dell’aria a varie temperature

Nella tabella seguente è indicata la densità dell’aria in chilogrammi per metro cubo a varie temperature (in °C)

Temperatura in °C Densità in kg/m3 (a 1 atm)
–10 1,342
–5 1,316
0 1,293
5 1,269
10 1,247
15 1,225
20 1,204
25 1,184
30 1,165

Altri usi del termine “densità”

Il termine “densità” può essere applicato anche ad altre grandezze che hanno una distribuzione spaziale. Per esempio il rapporto tra il numero di elettroni in un dato volume e il volume stesso è detto densità di elettroni. Più in generale, considerando un insieme qualunque di oggetti, si parla di densità di numero. Il rapporto tra la carica totale distribuita in un volume e il volume medesimo viene comunemente indicato come densità di carica; l’energia luminosa per unità di volume è definita come densità di energia luminosa. Quindi in generale la massa volumica di una grandezza è espressa mediante il rapporto tra la quantità della grandezza contenuta in un volume assegnato e il valore di quest’ultimo.
In senso ancora più ampio il concetto è stato esteso anche ad altri ambiti quali la geografia: la densità di popolazione misura la popolazione di un territorio per unità di superficie.
Nel caso in cui una grandezza sia distribuita su una superficie si può parlare infine di densità superficiale di tale grandezza riferendosi al rapporto tra la grandezza stessa e l’area della superficie su cui è distribuita. Per esempio nel caso della carica elettrica si parla di densità superficiale di carica. Nel caso di una corrente elettrica attraverso un conduttore di sezione S si chiama densità di corrente il rapporto tra la corrente e la sezione S attraversata.

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