La densità è un mezzo conveniente per identificare solidi e liquidi. La densità, tuttavia, non viene misurata direttamente. Viene invece calcolato da due o più semplici misurazioni.
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La densità rappresenta il rapporto tra la massa di un oggetto e il suo volume (la quantità di spazio che occupa). La misurazione della densità di un solido o di un liquido comporta quindi necessariamente due misurazioni (massa e volume). Nelle scienze, queste misurazioni sono solitamente espresse in unità metriche, come grammi (g) per la massa e millilitri (mL) o centimetri cubi (cm³) per il volume. In queste unità, l'acqua pura ha una densità di 1,00 g/mL.
Misurazione della massa
Le misurazioni della massa richiedono semplicemente una scala o una bilancia. Gli oggetti solidi possono essere semplicemente posizionati sulla bilancia e pesati dopo che la bilancia è stata regolata in modo che la lettura iniziale sia zero. I liquidi devono essere posti in un contenitore per essere pesati. In questo caso si dovrà determinare anche il peso del recipiente vuoto e sottrarre dal peso del liquido più il recipiente:
peso del liquido = (peso del contenitore e del liquido) – (peso del contenitore vuoto)
Misurazione di volumi di solidi
Sono disponibili due metodi per misurare il volume di un oggetto solido. Se l'oggetto ha una forma geometrica regolare, come quella di un cubo, sfera o cilindro, le dimensioni dell'oggetto possono essere determinate misurando con un calibro o un semplice righello. Devi quindi, tuttavia, conoscere l'equazione per il volume di quella forma. Il volume (V) di un cilindro, ad esempio, è dato da V = ?r²h, dove r è il raggio del cilindro e h è la sua altezza. La NASA fornisce un comodo formulario online.
Il secondo metodo per determinare il volume di un solido è per spostamento cubico. Questo metodo richiede un contenitore pieno d'acqua con contrassegni di volume graduati. Un misurino da cucina sarebbe sufficiente, anche se un cilindro graduato utilizzato nei laboratori di chimica sarebbe più accurato. In entrambi i casi, il contenitore sarebbe riempito per circa metà con acqua e l'oggetto sarebbe poi immerso nel liquido. La differenza nel livello dell'acqua prima e dopo l'immersione dell'oggetto fornisce lo spostamento cubico, che è uguale al volume dell'oggetto. Ad esempio, se un misurino è stato inizialmente riempito a 4.0 oz. e poi leggi 4,6 once. dopo che l'oggetto è stato sommerso, il volume dell'oggetto sarebbe 4,6 – 4,0 = 0,6 once.
Misurazione di volumi di liquidi
I volumi per i liquidi sono determinati ponendo il liquido in un contenitore con letture di volume graduate contrassegnate sul lato. Nella maggior parte dei casi, questo sarà lo stesso contenitore che viene utilizzato per contenere il liquido mentre ne viene misurata la massa. Misurini o siringhe di plastica funzionano bene per questo scopo. Assicurati, tuttavia, che il volume del liquido sia lo stesso volume che viene pesato quando viene determinata la massa.
Calcolo della densità
Dopo aver misurato la massa e il volume del solido o del liquido, dividere la massa per il volume per calcolare la densità.