Densità massa volume
Che cosa sono la densità, la massa e il volume?
In questa lezione vedremo che cosa sono la densità, la massa e il volume e quale relazione matematica unisce queste tre grandezze fisiche. Inizieremo a parlare della massa e del volume e solo successivamente della densità che unisce in un'unica relazione le due grandezze precedenti.
Massa
Un tempo la massa veniva definita come la quantità di materia che costituisce un corpo. Più rigorosa è la definizione che ne dà la fisica: la massa di un corpo è la misura della sua inerzia, cioè della resistenza che il corpo oppone a tutte le variazioni del suo stato di quiete o di moto (per ulteriori info: definizione di massa).
La massa è quindi una grandezza propria dei corpi materiali che ne determina il comportamento dinamico quando sono soggetti all'influenza di forze esterne.
Nel Sistema Internazionale la massa si misura in kg (chilogrammi) il cui campione è costituito da un cilindro in lega di platino e iridio conservato a Sévres (Francia) al Museo dei Pesi e delle Misure.
La massa è una proprietà estensiva della materia: ciò significa che al variare delle dimensioni del campione varia anche la sua massa.
Volume
Il volume è definito come lo spazio occupato da un corpo; per un gas, corrisponde al volume del recipiente che lo contiene.
Nel Sistema Internazionale il volume viene misurato in m3 (metri cubi); un metro cubo corrisponde al volume occupato da un cubo di lato un metro.
Come la massa anche il volume è una proprietà estensiva della materia: al variare delle dimensioni del campione varia anche il suo volume.
Densità
La densità è una grandezza fisica che unisce matematicamente la massa e il volume secondo l'equazione:
Siccome la massa viene misurata in kg e il volume in m3, nel Sistema Internazionale la densità viene espressa in kg/m3.
Nell'uso comune la massa viene molto spesso misurata in grammi, g, e il volume in millilitri, mL, o centimetri cubi, cm3; di conseguenza, nella pratica quotidiana, la densità viene spesso misurata in g/cm3 o g/mL. Valgono le seguenti relazioni:
Per i gas la densità è espressa generalmente in grammi/litro, g/L.
La densità è una proprietà intensiva della materia: ciò significa che al variare delle dimensioni del campione il suo valore rimane sempre lo stesso; ciò perché massa e volume sono direttamente proporzionali e quindi, ad esempio, se il volume raddoppia anche la massa raddoppia ma il loro rapporto rimane costate.
Inoltre la densità:
- dipende dalla temperatura: un aumento di temperatura determina solitamente un aumento di volume (il corpo si espande) e quindi una diminuzione della densità. Soltanto il ghiaccio e poche altre sostanze fanno eccezione a questa regola;
- per i gas dipende dalla pressione: un aumento di pressione determina una diminuzione del volume e quindi un aumento della densità.
Due esercizi sulla densità
#1
Si determini la densità di un corpo in g/cm3 sapendo che la sua massa corrisponde a 1,2 kg e il suo volume a 158,3 cm3.
La soluzione dell'esercizio la trovi qui: densità di un corpo.
#2
Si determini il volume di un solido di massa 4 kg sapendo che la sua densità è di 7,8 g/cm3.
La soluzione dell'esercizio la trovi qui: formula volume con massa e densità.
Relazioni di laboratorio
Se sei interessato a schede di laboratorio riguardanti questi argomenti, vai ai seguenti link:
Altri esercizi sulla densità
Li trovi alla seguente pagina: esercizi sulla densità.
Quiz sulla densità
Li trovi alla seguente pagina: quiz sulla densità.
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