La densità di massa di un oggetto, più semplicemente chiamatadensità, è la sua massa divisa per il suo volume. La densità è solitamente rappresentata dalla lettera grecarho (ρ) e si calcola con la formula della densità apparente:
\rho=\frac{m}{V}
Quimè la massa di un oggetto eVè il suo volume.
Nel sistema metrico la densità ha unità di chilogrammi per metro cubo (kg/m3) o grammi per centimetro cubo (g/cm3). Nel sistema inglese l'equivalente sarebbe libbre per piede cubo (lb/ft3).
Cos'è la messa?
Massaè la quantità di materia in un oggetto, una proprietà costante che corrisponde alla resistenza di quell'oggetto all'accelerazione. Un masso ha la stessa massa sia che si trovi a terra, nello spazio o su Giove.Pesoè usato in modo intercambiabile con massa nel linguaggio comune, ma in realtà sono molto diversi.
Il peso è la forza su una massa sotto l'influenza della gravità e quindi varia con il campo gravitazionale locale. Quindi il masso ha un certo peso seduto sulla superficie della Terra, nessun peso che galleggia nello spazio e un peso tremendamente maggiore nell'elevata gravità di Giove.
Cos'è il volume?
Volumeè la quantità di spazio occupata da un oggetto, che dipende dalla disposizione del materiale. Un solido blocco di plastica chiamatopolistirolopotrebbe avere un volume di 50 centimetri cubi. Se riempite lo stesso blocco di polistirolo con bolle d'aria, si espanderebbe e fareste Styrofoam, che avrebbe la stessa massa ma un volume molto più grande, forse fino a 500 centimetri cubi.
Ora che conosci la formula della densità apparente e cosa sono massa e volume, hai tutto ciò che ti serve per calcolare la densità plastica.
Calcolare la densità sperimentalmente
1. Procurati un pezzo di plastica.Se la composizione è uniforme, un pezzo piccolo avrà la stessa densità di un pezzo grande e puoi usare un campione più piccolo per una misurazione più semplice. Un campione più grande, tuttavia, consente una misurazione più accurata sia della massa che del volume.
2. Pesare il campione con una bilancia o una bilancia.Registra la massa in grammi. Se la bilancia misura le libbre, moltiplica il risultato per 453,6 g/lb per convertire le libbre in grammi.
3. Misurare il volume del campione.Riempire un grande cilindro graduato con acqua fino al livello di 500 ml e immergere il campione.
Molte materie plastiche sono meno dense dell'acqua e galleggiano. In questo caso, posizionare un peso pesante come un dado di metallo nella parte inferiore del cilindro, quindi aggiungere acqua al livello di 500 ml. Rimuovere il peso e legarlo al campione di plastica con un breve tratto di filo.
Immergili insieme nell'acqua in modo che il campione sia completamente sommerso. Il volume del peso è stato incluso quando la bombola è stata calibrata con acqua al livello di 500 ml, quindi il peso non influirà sulla misurazione.
La differenza tra il livello dell'acqua nuovo e quello originale è il volume dell'oggetto. Ricorda che un millilitro (ml) è uguale a un centimetro cubo (cm3).
4. Calcola la densità con la formula della densità apparente. Per calcolare la densità del campione, dividere la massa misurata per il volume misurato.
Esempio: calcolo della densità di LDPE
Se si desidera misurare la densità dell'LDPE (polietilene a bassa densità), una plastica comune utilizzata negli oggetti domestici, seguire i passaggi descritti:
Passo 1:Procurati un pezzo di plastica.Taglia un campione da un oggetto realizzato con LDPE.
Passo 2:Pesare il campione con una bilancia o una bilancia.Converti le libbre in grammi se necessario. Se il campione pesa 0,15 libbre, la massa in grammi è 0,15 libbre × 453,6 g/lb = 68,04 g.
Passaggio 3:Misurare il volume del campione.Se il livello dell'acqua sale a 574,1 ml quando la plastica è immersa nel cilindro graduato, il volume del campione è 574,1 ml – 500 ml = 74,1 ml, ovvero 74,1 cm3.
Passaggio 4:Calcola la densità con la formula della densità apparente.
\rho=\frac{m}{V}=\frac{68.04}{74.1}=0.92\text{ g/cm}^3