Una delle proprietà importanti di un oggetto è la densità, detta anche densitànya. Il termine interessante è densità. La densità è il rapporto tra massa e volume di una sostanza. Matematicamente, si scrive:
ρ = m/V
(ρ si legge “rho”) è una lettera greca comunemente usata per esprimere la densità, m è la massa e V è il volume.
Sistema internazionale di unità di misura densità è chilogrammi per metro cubo (kg/m³)3). Per le unità CGS, ovvero centimetri, grammi e secondi, l'unità di densità è espressa in grammi per centimetro cubo (gr/cm³).3).
Di seguito sono riportati i dati di densità per diversi oggetti.
La densità dell'oggetto indicata nella tabella sopra è la densità dell'oggetto a una temperatura di 0o C e pressione di 1 atm (atm = unità di pressione)
Densità dell'aria e del liquido
La densità di un fluido è diversa da quella di un solido. Il ferro o il legno, ad esempio, hanno la stessa densità in ogni loro parte. Questo è diverso per i fluidi, come l'aria o l'acqua. Più l'aria si trova sopra il livello del mare, minore è la sua densità. Ciò è dovuto al fatto che la forza di gravità diminuisce con l'altitudine. Più si sale, minore è la forza gravitazionale e quindi minore è anche la quantità d'aria aspirata. La quantità d'aria vicino al livello del mare è maggiore della quantità d'aria in cima a una montagna. A parità di spazio o volume, l'aria vicino al mare ha una massa maggiore e quindi una densità maggiore. Al contrario, l'aria in cima a una montagna ha una massa minore e quindi una densità inferiore. Più ci si allontana dal livello del mare, minore è la densità dell'aria.
Che dire della densità dell'acqua, ad esempio dell'acqua di mare? L'aria è composta da atomi o molecole separati e mobili, quindi la quantità d'aria è fortemente influenzata dall'intensità della forza gravitazionale che agisce su di essa. Al contrario, le molecole d'acqua non sono isolate e non sono separate l'una dall'altra; sono legate tra loro e non si muovono facilmente. Pertanto, il numero di molecole d'acqua in superficie non è molto diverso dal numero di molecole d'acqua sul fondale marino. Quindi la densità dell'acqua di mare in superficie è quasi la stessa della densità dell'acqua di mare sul fondale marino, anche se l'altitudine è diversa.
L'effetto delle variazioni di temperatura e volume sulla densità dei fluidi
Ogni oggetto si espande (il volume aumenta) se la sua temperatura aumenta e si contrae (il volume diminuisce) se la sua temperatura diminuisce. L'unica eccezione è l'acqua a temperature comprese tra 0 ° C e 4 ° C. I seguenti esempi lo spiegano. Vi è mai capitato che la ruota di una moto parcheggiata si sgonfiasse pur non essendoci perdite d'aria? La ruota si è sgonfiata perché il volume d'aria al suo interno è diminuito. Il volume d'aria è diminuito a causa della diminuzione della temperatura dell'aria. Questo accade quando la temperatura dell'aria è molto bassa. Un altro esempio. Gonfiate un palloncino di gomma fino a farlo espandere e poi legatelo in modo che l'aria non fuoriesca. Asciugate il palloncino in un luogo caldo. Osservate cosa succede! Il palloncino scoppierà perché il volume d'aria al suo interno aumenta a causa dell'aumento della temperatura dell'aria. L'elasticità della gomma non è in grado di resistere all'espansione dell'aria, quindi il palloncino scoppia.
I due esempi precedenti dimostrano che il volume di un fluido, sia esso liquido o gassoso, può variare al variare della sua temperatura. La massa d'aria all'interno di una ruota o di un palloncino chiuso rimane costante; solo il volume cambia. Le variazioni di volume provocano una variazione della densità dell'aria.
