Il Densità relativa è la relazione adimensionale che esiste tra la densità di una sostanza e una sostanza di riferimento, che è generalmente acqua a 4ºC (39,2ºF) per liquidi e solidi, mentre l'aria secca viene utilizzata per i gas.
In alcuni testi viene anche chiamato peso specifico (traduzione letterale di peso specifico in inglese), ma è lo stesso concetto. Entrambe le densità devono essere nello stesso sistema di unità e sono state misurate nelle stesse condizioni di pressione e temperatura.
La densità relativa viene calcolata matematicamente come segue:
Densità relativa = densità del materiale / densità dell'acqua
Sebbene la densità di qualsiasi sostanza dipenda dalle condizioni di pressione e temperatura in cui viene misurata, soprattutto quando si tratta di gas, la densità relativa è un concetto molto utile per caratterizzare rapidamente materiali diversi.
Questo si apprezza rapidamente, poiché la densità dell'acqua è di circa 1 grammo per centimetro cubo: 1 g / cc o 1000 kg / m3, a pressione atmosferica e in un buon intervallo di temperatura (da 0 a 15 ° C).
Dando la densità relativa di una sostanza si sa subito quanto sia leggera o pesante rispetto all'acqua, sostanza universale.
Inoltre, la densità relativa è un valore facile da ricordare poiché viene misurata con numeri piccoli e facili da gestire, come si vedrà nella prossima sezione, in cui i valori delle densità relative per alcune sostanze note sono menzionato..
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La densità relativa dell'acqua è ovviamente 1, poiché come detto all'inizio è lo standard di riferimento per liquidi e solidi. Liquidi come caffè, latte o bibite hanno densità relative molto vicine a quella dell'acqua.
Per quanto riguarda gli oli, non esiste un unico valore di densità relativa applicabile a tutti, poiché dipende dalla loro origine, composizione e lavorazione. La maggior parte delle densità relative per gli oli sono comprese tra 0,7 e 0,95.
I gas sono molto più leggeri, quindi in molte applicazioni il riferimento che viene preso è la densità dell'aria, in modo tale che la densità relativa indichi quanto un gas è leggero o pesante rispetto all'aria. Rispetto all'acqua, la densità relativa dell'aria è 0,0013.
Diamo un'occhiata ad alcuni valori di densità relativa per sostanze e materiali noti.
- Corpo umano: 1.07.
- Mercurio: 13,6.
- Glicerina: 1.26.
- Benzina: 0,68.
- Acqua di mare: 1.025.
- Acciaio: 7.8.
- Legno: 0,5.
- Ghiaccio: 0,92.
Il valore della densità relativa fornisce informazioni immediate sul fatto che una sostanza o un materiale galleggi nell'acqua o nei lavandini..
In considerazione di ciò, uno strato di olio sarà sopra uno strato di acqua, poiché quasi tutti gli oli hanno una densità relativa inferiore rispetto a questo liquido. Un cubo di legno in acqua può avere una porzione al di fuori di esso, allo stesso modo del ghiaccio.
La densità assoluta è il quoziente tra la massa di una sostanza e il volume che occupa. Poiché il volume a sua volta dipende dalla temperatura (quando si riscalda la maggior parte delle sostanze si espande) e dalla pressione, la densità a sua volta dipende da queste due grandezze. Matematicamente abbiamo:
Dove ρ è la densità, le cui unità nel Sistema Internazionale sono Kg / m3, m è la massa e V è il volume.
A causa della relazione che il volume ha con la temperatura e la pressione, i valori di densità assoluta che appaiono nelle tabelle sono solitamente specificati alla pressione atmosferica e in determinati intervalli di temperatura.
Pertanto, in condizioni normali per i gas: 1 atmosfera di pressione e 0 ° C di temperatura, la densità dell'aria è fissata a 1.293 Kg / m3.
Nonostante il suo valore subisca queste variazioni, è una quantità molto appropriata per determinare il comportamento delle sostanze, soprattutto nei mezzi considerati continui..
La differenza con la densità relativa è che la densità assoluta ha dimensioni, nel qual caso i suoi valori dipendono dal sistema di unità selezionato. In questo modo, la densità dell'acqua alla temperatura di 4 ° C è:
ρacqua = 1 g / cm3 = 1000 Kg / m3 = 1,94 lumaca / piede3
Trova il volume occupato da 16 grammi di olio il cui peso specifico è 0,8.
Per prima cosa troviamo la densità assoluta ρolio dell'olio. Indicare come sg la sua densità relativa è:
ρolio = 0,8 x densità dell'acqua
Per la densità dell'acqua verrà utilizzato il valore fornito nella sezione precedente. Quando la densità relativa è nota, la densità assoluta viene immediatamente recuperata moltiplicando questo valore per la densità dell'acqua. A) Sì:
Densità del materiale = Densità relativa x Densità dell'acqua (in condizioni normali).
Pertanto, per l'olio in questo esempio:
ρolio = 0,8 x 1 g / cm3= 0,8 g / cm3
Poiché la densità è il quoziente tra la massa m e il volume V, questo sarà il seguente:
V = m / ρ = 16 g / 0,8 g / cm3= 20 cm3
Una roccia ha un peso specifico di 2,32 e un volume di 1,42 x 10 -4 m3. Trova il peso della roccia in unità del Sistema Internazionale e nel sistema tecnico.
Il valore della densità dell'acqua sarà utilizzato come 1000 Kg / m3:
ρroccia = 2,32 x 1000 Kg / m3= 2,32 x 103 Kg / m3
Massa m della roccia è in chilogrammi:
m = rroccia . V = 2,32 x 103 Kg / m3. 1,42 x 10 -4 m3 = 0,33 Kg.
Il peso in unità del sistema tecnico è di 0,33 chilogrammi forza. Se si preferisce nel sistema internazionale, l'unità è Newton, per la quale la massa viene moltiplicata per il valore di g, l'accelerazione di gravità.
P = m. g = 0,33 Kg. 9,8 m / sDue = 3,23 N.
Un picnometro è un contenitore con il quale è possibile determinare la densità relativa di una sostanza a una certa temperatura.
Per determinare la densità di un liquido sconosciuto in laboratorio, è stata seguita questa procedura:
- Il picnometro vuoto è stato pesato e la lettura è stata di 26,038 g
- Quindi il picnometro è stato riempito con acqua a 20 ° C (densità dell'acqua 0,99823 g / cc) e pesato, ottenendo un valore di 35,966 g.
- Infine, il picnometro riempito con il liquido sconosciuto è stato pesato e la lettura ottenuta è stata di 37.791 g..
Si richiede di dedurre un'espressione per calcolare la densità del liquido e applicarla con i dati ottenuti.
La massa sia dell'acqua che del fluido viene determinata sottraendo la lettura del picnometro pieno dal picnometro vuoto:
massa H2O = 35.966 g - 26.038 g = 9.928 g; massa fluido = 37.791 g - 26.038 g = 11.753 g
Infine è sostituito nell'espressione che è stata dedotta:
ρfluido = (11.753 g / 9.928 g). 0,99823 g / cc = 1,182 g / cc.
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