Differenza tra densità relativa ed assoluta

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 ESPERIMENTO.jpgLa densità assoluta – o più semplicemente “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. Il materiale in esame può essere sia un liquido che un solido o un gas.

Con “densità relativa” si intende invece il rapporto tra la densità del corpo preso in esame e quella di un corpo preso come riferimento, per data temperatura e pressione. Il corpo usato come riferimento è di solito l’acqua pura (distillata o deionizzata) a temperatura di 4 °C e pressione di 1 bar

Proprio per evitare errori la “densità” (cioè il rapporto tra la sua massa ed il suo volume) prende il nome di “densità assoluta”, in modo da distinguerla dalla densità relativa. Bisogna fare attenzione a non confondere il concetto di densità (che è la misura di una massa diviso un volume) con quello di densità relativa (che è invece una grandezza adimensionale).

Come si determina la densità relativa?

La densità relativa può essere determinata in vari modi. I corpi solidi che hanno densità maggiore di quella dell’acqua vengono pesati dapprima in aria e quindi in acqua in condizioni di completa immersione. La densità relativa si ottiene dividendo il peso in aria per la diminuzione di peso del corpo immerso (vedi principio di Archimede). Per determinare la densità relativa dei fluidi si utilizzano invece strumenti appositi detti densimetri. Nel caso siano necessarie misure molto accurate, si procede determinando la massa di un volume noto di liquido o di gas in condizioni controllate di temperatura.

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Differenza tra densità e peso specifico

MEDICINA ONLINE LABORATORIO BLOOD TEST EXAM ESAME DEL SANGUE FECI URINE GLICEMIA ANALISI GLOBULI ROSSI BIANCHI PIATRINE VALORI ERITROCITI ANEMIA TUMORE CANCRO LEUCEMIA FERRO FALCIFORME MIl peso specifico di un materiale è il rapporto tra il suo peso ed il suo volume (cioè peso diviso volume); l’unità di misura del peso specifico è il N/m³ (dove N sta per “newton” che è l’unità di misura della forza).

La 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.

Comunemente il termine “peso specifico” è usato impropriamente come sinonimo di “densità”, ma ciò è scientificamente scorretto, semplicemente perché massa e peso sono due cose diverse. Mentre il peso rappresenta la forza di attrazione di un corpo verso il centro della Terra (o di qualsiasi altro pianeta in cui si trovi), la massa corrisponde esattamente alla quantità di materia di un corpo. Al contrario del peso, la massa è una proprietà intrinseca di un corpo, cioè non varia al variare del luogo in cui si trova, anche spostandosi su Marte, Giove, Venere o altri pianeti dell’universo conosciuto. Il peso, invece, può cambiare perché dipende dalla forza con cui un corpo viene attratto al suolo, che viene descritta dal valore dell’accelerazione di gravità, il quale mediamente sulla terra è circa 9.8 m/s2, ma è totalmente diverso sugli altri pianeti, ad esempio su Giove è 24,79 m/s² e sulla Luna è invece 1,62 m/s².

Visto che il peso è pari alla massa moltiplicata per l’accelerazione di gravità espressa in g, il peso specifico (espresso in kg/m³) e la densità hanno di conseguenza il medesimo valore solo se ci si trova in un punto dove l’accelerazione di gravità è esattamente uguale alla gravità standard che per convenzione è pari a circa 9,8 m/s² cioè 1 g). In tal senso è ovvio quindi l’uso dei due termini come sinonimi, visto che la vita delle persone comuni si svolge sulla superficie Terrestre, ma non è ovvio per un… astronauta!

Semplificando: mentre la densità di un corpo rimane la stessa in qualsiasi parte dell’universo (perché la sua massa rimane la stessa), invece il peso specifico cambia al variare dell’accelerazione di gravità, ad esempio spostandoci sulla Luna, dove tale accelerazione è circa un sesto di quella terrestre, o su Giove, dove l’accelerazione è quasi tre volte quella terrestre. Persino su varie zone della Terra il peso specifico cambia, dal momento che l’accelerazione di gravità è più elevata al Polo Nord e Sud ed a livello del mare e più bassa all’Equatore e ad elevate altitudini, anche se in modo impercettibile.

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Esempio di esercizio svolto sul calcolo della densità

MEDICINA ONLINE STUDIO STUDIARE LIBRO LEGGERE LETTURA BIBLIOTECA BIBLIOGRA LIBRERIA QUI INTELLIGENTE ESAMI 30 LODE TEST INGRESSO MEDICINA UNIVERSITA SCUOLA COMPITO VERIFICA INTERROGAZIONE ORALE SCRITTO PICTURE HD WALLPAPERSi risolva il seguente esercizio:

Un liquido ha una massa d 1,2 Kg e occupa un volume di 1,1 L. Determinare la densità del liquido in Kg/m3.

Svolgimento dell’esercizio

La densità di una sostanza si calcola con la seguente formula:

d = m / V

in cui:

  • d = densità
  • m = massa
  • V = volume

Come prima cosa occorre quindi trasformare il volume da L a m3.

Ricordando che 1 L = 1 dm3, si ha che:

1,1 L = 1,1 dm3 = 0,0011 m3

Quindi:

m = massa = 1,2 Kg

V = volume = 0,0011 m3

Sostituendo i precedenti valori nella seguente relazione:

formula densità

si ha che:

d = m / V = 1,2 / 0,0011 = 1090,9 Kg/m3

Risposta: la densità del liquido è 1090,9 Kg/m3.

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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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Differenza tra densità e viscosità di un fluido con esempi

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Il liquido a destra appare più viscoso di quello a sinistra

La densità di un materiale è il rapporto tra la sua massa ed il suo volume (cioè massa diviso volume):

  • massa: è la quantità di materia espressa in kg presente in un corpo che determina il comportamento dinamico di quest’ultimo quando viene sottoposto all’influenza di forze esterne, come ad esempio una spinta;
  • volume: è lo spazio occupato nel corpo ed è espresso in m³ (metri cubi).

La massa non varia con la temperatura, mentre il volume può variare in funzione di essa: all’aumentare della temperatura un materiale può dilatarsi (diventando quindi meno denso, visto che la massa rimane la stessa) o contrarsi (diventando più denso). La densità, essendo un rapporto tra massa e volume, ha come unità di misura il kg/m³. Il materiale in esame può essere sia un liquido che un solido o un gas.

La viscosità è una grandezza fisica indicata con la lettera greca μ (“mi”) che riguarda i fluidi ed i gas e rappresenta la resistenza di un fluido allo scorrimento, è in altri termini il coefficiente di scambio di quantità di moto, cioè la resistenza che il fluido oppone allo scorrimento. Viene detta spesso viscosità dinamica per distinguerla dalla viscosità cinematica, che è una grandezza simile alla viscosità dinamica, ma dimensionalmente differente. Si definisce inoltre fluidità la grandezza reciproca della viscosità. Esempi di fluidi biologici più viscosi dell’acqua sono il sangue e lo sperma.

Un semplice esperimento

La viscosità di un fluido appare chiara ad esempio versando il fluido da un recipiente all’altro: un fluido poco viscoso come l’acqua si muove velocemente tra i due recipienti, seguendo la forza di gravità e distribuendosi rapidamente ed uniformemente nel contenitore in cui è versata, prendendone la forma; al contrario un fluido molto viscoso, come il miele, si muove più lentamente tra i due recipienti e ci mette molto più tempo ad assumere uniformemente la forma del nuovo contenitore.

Correlazione tra densità e viscosità

Densità e viscosità non sono necessariamente correlate: ad esempio un olio lubrificante può avere una densità minore dell’acqua (cioè galleggia sull’acqua) e ciononostante essere molto più viscoso dell’acqua; il miele invece, pur essendo anch’esso più viscoso dell’acqua, ha una densità maggiore dell’acqua (va a fondo se immerso in acqua). Non esiste quindi una correlazione diretta o indiretta tra le due misure, che valga in modo univoco per tutti i materiali.

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Dott. Emilio Alessio Loiacono
Medico Chirurgo
Direttore dello Staff di Medicina OnLine

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Differenza tra densità reale ed assoluta con esempi

MEDICINA ONLINE LABORATORIO BLOOD TEST EXAM ESAME DEL SANGUE FECI URINE GLICEMIA ANALISI GLOBULI ROSSI BIANCHI PIATRINE VALORI ERITROCITI ANEMIA TUMORE CANCRO LEUCEMIA FERRO FALCIFORME MLa 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. Tale definizione di densità è riferita ad una quantità di materia solida massiccia, vale a dire senza vuoti interni, per tale motivo viene anche detta densità reale in quanto prende in considerazione solo il volume della frazione solida.

In contrapposizione alla densità reale, la densità apparente di un corpo – pur venendo calcolata in maniera formalmente analoga alla densità reale – prende invece in considerazione il volume totale occupato dal solido ovvero il suo ingombro esterno, compresi quindi gli spazi vuoti (solidi con cavità chiuse, con cavità aperte o a struttura spugnosa).

Un esempio classico è la densità della sabbia contenuta in un barattolo. La sabbia ha una data densità reale data dalla sua massa diviso il volume che occupa realmente, ma ha anche una densità apparente data dalla sua massa diviso il volume che occupa nel suo contenitore, compresi gli spazi di aria tra i vari granelli. La densità apparente, comprendendo pari massa ma volume maggiore, è quindi più bassa rispetto alla densità reale.

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Differenza tra densità e concentrazione

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 d = m/ V); 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 concentrazione di un componente in una miscela è una grandezza che esprime invece il rapporto tra la quantità del componente rispetto alla quantità totale di tutti i componenti della miscela (compreso il suddetto componente). Nel caso specifico di una soluzione, la concentrazione di un determinato soluto nella soluzione esprime il rapporto tra la quantità del soluto rispetto alla quantità totale di soluzione, o, in alcuni modi di esprimerla, del solo solvente (ad esempio molalità).

  • la densità si calcola con : d = massa / volume;
  • la concentrazione : [ c ] = n° di moli/ volume oppure n° di moli/ massa.

Densità in soluzione

La densità in soluzione pi indica il rapporto tra la massa del soluto mi rispetto al volume V dell’intera soluzione:

pi = mi / V

La densità in soluzione si esprime in kg/m3 (pari a g/L).

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Quanto pesa un litro di acqua liquida o ghiacciata? Perché il ghiaccio galleggia?

Dott Emilio Alessio Loiacono Medico Chirurgo Specialista in Medicina Estetica Roma PERDERE PESO ESTATE DIETA GHIACCIO Radiofrequenza Rughe Cavitazione Grasso Pressoterapia Linfodrenante Dietologo Cellulite Calorie Pancia Sessuologia Filler BotulinoPotrebbe sembrare una domanda banale, ed in teoria lo sarebbe, eppure a tutti noi può venire un dubbio di quelli a cui persino un bambino delle medie, che ha appena studiato il concetto di “densità”, potrebbe rispondere.

Quanto pesa un litro d’acqua?

La risposta è semplice: un litro di acqua pesa un chilogrammo, poiché la densità dell’acqua è uguale a uno. Questa era la risposta facile, ma per essere più precisi ricordiamo che in realtà 1 litro di acqua pesa in realtà leggermente meno di 1 kg, e cioè: 0,9999729 kg, questo alla pressione di 1 atmosfera e ad una temperatura di 3,98°. Una bottiglia da un litro d’acqua pesa comunque di più di 1 kg: non dimenticate infatti il peso della bottiglia che la contiene, che può essere di vetro o di plastica e può far aumentare il peso complessivo fino ad oltre 1 kg. C’è da dire che ovviamente il peso dell’acqua può variare anche in base alla sua purezza: basta la presenza anche di una piccola parte di un elemento disciolto in acqua, per far variare la sua densità e far pesare un litro di acqua, più o meno di un kg, motivo per cui un litro di acqua distillata pesa meno di un litro di acqua minerale o di acqua essenziale.

Quanto pesa un litro d’acqua ghiacciata?

Anche l’acqua ghiacciata ha lo stesso peso: se metti dell’acqua a ghiacciare nel freezer noterai che aumenta di volume, ma la sua massa, e quindi suo il peso, resta invariato: quello che varia è la sua densità, che diminuisce. In pratica anche un litro di acqua ghiacciata pesa un chilogrammo, ma occupa più spazio a parità di massa, motivo per cui la densità diminuisce e – se mettete una bottiglia di vetro nel frigo con dentro acqua – questa si potrebbe spaccare per la pressione che l’aumentato volume dell’acqua ghiacciata esercita sulle pareti. C’è da dire che di solito, gli oggetti solidi sono più densi dei liquidi, tuttavia il ghiaccio è un’eccezione: al contrario degli altri liquidi (le cui molecole sono chimicamente “ordinate” allo stato liquido e “disordinate” allo stato solido), l’acqua ha la particolarità di avere molecole “disordinate” allo stato liquido ed “ordinate” allo stato solido (ghiaccio). Come visibile dall’immagine in basso, il ghiaccio ha molecole che occupano più spazio e determinano una minore densità.

MEDICINA ONLINE ACQUA CHIMICA GHIACCIO MOLECOLE MAGGIOR MINOR VOLUME ACQUA STATO LIQUIDO.jpg

Diversa disposizione delle molecole dell’acqua (a) allo stato liquido; (b) allo stato solido

Perché il ghiaccio galleggia?

Abbiamo appena detto che il ghiaccio è una eccezione: in che senso? Nella maggior parte dei casi il raffreddamento di un liquido determina un graduale aumento della sua densità fino a quando diventa solido ed a quel punto raggiunge la sua massima densità. L’acqua si comporta in modo diverso rispetto agli altri liquidi: raffreddandolo, la sua densità inizialmente aumenta, tuttavia, invece di raggiungere la massima densità quando il congelamento si blocca, raggiunge la massima densità a 4°. Raffreddare l’acqua oltre i 4 gradi inverte la tendenza e porta ad una diminuzione della sua densità a causa delle sue caratteristiche chimiche. A 0° un litro d’acqua ghiacciata pesa circa 0,9168 kg contro 0,9997 kg di un litro di acqua allo stato liquido; quando l’acqua diventa ghiaccio, ha quindi una densità inferiore all’acqua: l’acqua è 9% meno densa dell’acqua, quindi occupa 9% di spazio in più e, per il principio di Archimede, rimane a galla sull’acqua.

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Curiosità

Se si riempie completamente un bicchiere di acqua con un cubetto di ghiaccio che ci galleggia, quando il ghiaccio si scioglierà l’acqua traboccherà o no dal bicchiere? No: il cubetto di ghiaccio, sciogliendosi, non fa sollevare ulteriormente il livello dell’acqua, che quindi non traboccherà. Un cubo di ghiaccio, immerso nell’acqua, ne aumenta il livello poiché viene spostato un volume di acqua pari a quello della porzione di ghiaccio immersa. Poiché il ghiaccio ha una densità inferiore a quella dell’acqua liquida, non
tutto il blocchetto è immerso ma una parte, pari a meno di un decimo del volume totale, rimane al di fuori della superficie (si pensi per esempio agli iceberg, la cui
parte emersa è decisamente minore di quella sommersa). Man mano che il ghiaccio del
cubetto si scioglie, il volume di acqua spostata diminuisce e conseguentemente, il livello dell’acqua nel bicchiere dovrebbe a sua volta abbassarsi, tuttavia ciò non avviene poiché l’acqua del ghiaccio fuso va gradualmente ad aggiungersi all’acqua del bicchiere, facendo in modo che, nel complesso, il livello dell’acqua non diminuisca e non aumenti con il progressivo scioglimento del cubetto.

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