Più di una volta mi è capitato che qualcuno mi chiedesse come calcolare la densità e più precisamente cosa sia la densità stessa. Queste due cose saranno gli oggetti di questo nuovo articolo.
Che cos’è la densità?
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La definizione di densità è “il rapporto tra la massa di un corpo e il volume da essa occupato”.
Quindi si parla di densità quando dobbiamo dare un’indicazione di quanta materia ci sia in un determinato spazio.
Aggiungo anche che ogni sostanza ha una sua densità e ciò dipende soprattutto da quanto vicini sono gli atomi in quella materia.
Faccio un esempio: la densità dell’aria è molto bassa, pensa già solo alla sua massa, quasi inesistente, poiché gli atomi presenti nell’insieme di sostanze che formano l’aria, come azoto e ossigeno, sono molto dispersi nell’ambiente, mentre quelli dell’oro per esempio sono molto vicini tra loro, e infatti la densità di questo materiale è molto alta.
Ora vediamo la formula:
d=m/V
In questa formula d sta naturalmente per densità, m sta per massa del corpo e V è il volume dello stesso corpo.
Però questa formula è usata perlopiù per calcolare la densità di un corpo informe composto da più sostanze (come per esempio un sasso).
Invece quando si vuole calcolare quanta materia di una pura e specifica sostanza, si parla di peso specifico.
Che cos’è il peso specifico?
Il peso specifico di una sostanza omogenea è molto simile alla densità, con la sola differenza che al posto della massa troviamo il peso del corpo.
La formula del peso specifico è:
ps=P/V
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>Per ps si intende peso specifico, per P peso del corpo (non massa attenzione, il peso è l’attrazione che la forza di gravità terrestre applica sul corpo e si misura in kilogrammo peso, kgp) e per V il volume del corpo.
Ora, prima di vedere l’applicazione pratica della densità, che è quella più utilizzata, ti fornisco un breve elenco con alcune densità:
Alluminio: 2,7
Argento: 10,49
Ferro: 7,85
Oro: 19,25
Piombo: 11,3
Sughero: 0,25 circa
Acqua: 1
Mercurio: 13,6
Aria: 0,0013 circa (come vedi l’aria ha una densità bassissima)
Bene, ora applichiamo le formule che abbiamo visto su alcuni problemi:
- Problema 1: Abbiamo un contenitore con dentro un liquido sconosciuto e sappiamo che la massa del liquido vale 1,5 kg e il liquido occupa un volume di 2 dm^3. Calcolare la densità in g/cm^3.
Innanzitutto trasformiamo le unità di misura in quelle richieste: 1,5 kg=1500 g e 2 dm^3=2000 cm^3
Ora possiamo calcolare la densità in g/cm^3:
d=m/V=1500/2000=0.75 g/cm^3
La densità del liquido sconosciuto è 0.75 g/cm^3.
- Problema 2: Abbiamo un blocchetto di ferro (peso specifico 7,85 g/cm^3) che sappiamo avere un volume di 10 dm^3. Calcolare la sua massa.
Prima di tutto trasformiamo i dm^3 in cm^3:
10 dm^3=10000 cm^3
Quindi applichiamo la formula inversa della densità, in modo da trovare la massa:
d=m/V diventa m=d•V
m=7,85•10000=78500.
Prima di concludere vorrei farvi notare che la densità è usata anche per calcolare la concentrazione di popolazione in una certa superficie. Per esempio c’è la densità di una città, di una metropoli o di una nazione. Essa si calcola dividendo il numero di km quadrati per il numero di abitanti.
