Il modo più semplice per trovare la massa di qualsiasi cosa è pesarla. Stai effettivamente misurando la forza di gravità sull'oggetto e, tecnicamente, dovresti dividere il peso per l'accelerazione di gravità per ottenere la massa. Per la maggior parte delle applicazioni, tuttavia, peso e massa sono essenzialmente equivalenti. Supponiamo ora di non avere una bilancia. Riesci ancora a trovare la massa di un particolare liquido? Sì, se sai cos'è il liquido, puoi trovare la sua massa misurandone il volume e cercando la sua densità. Se non sai cos'è il liquido, puoi trovare la sua densità misurando il suo peso specifico con un densimetro.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Dadensità = massa/volume, puoi trovare la massa di una quantità specifica di un liquido se conosci la sua densità. Puoi cercare le densità dei liquidi conosciuti in una tabella. Se hai un liquido misterioso, puoi misurarne la densità con un densimetro.
Pesare un Liquido
Puoi posizionare un oggetto solido direttamente su una bilancia, ma un liquido deve sempre essere in un contenitore e il contenitore ha un peso. Se hai un certo volume di un liquido in un bicchiere e vuoi la sua massa/peso, devi prima trovare il peso del bicchiere vuoto. Potresti pesare il liquido, versarlo fuori dal bicchiere, quindi pesare il bicchiere e sottrarre il suo peso dal peso del bicchiere più liquido. Questo metodo è però impreciso, perché nel contenitore rimarrebbe del liquido. Un metodo più accurato consiste nel posizionare il bicchiere sulla bilancia, registrare il peso e poi versare il liquido e registrare il nuovo peso.
La maggior parte delle bilance ha un'impostazione di tara e quando la si preme azzera la bilancia. Questa caratteristica rende facile pesare un liquido. Se hai un pulsante tara sulla bilancia, metti il contenitore vuoto sulla bilancia e premi tara. Quando la bilancia visualizza zero, versare il liquido. La nuova lettura è il peso del liquido.
Calcolo della massa dalla densità
Ogni liquido ha una densità caratteristica (D), che è definita come il rapporto tra la sua massa (m) e il suo volume (v). Matematicamente:
D=\frac{m}{v}
Se sai che liquido hai, puoi cercare la sua densità in una tabella. Una volta che lo sai, tutto ciò che devi fare per trovare la massa del liquido è misurarne il volume. Una volta che conosci densità e volume, calcola la massa usando questa relazione:
m=Dv
La densità è spesso espressa in unità di chilogrammi/metro3. Quando misuri piccole quantità, è più conveniente usare grammi e centimetri cubi, quindi è utile la seguente conversione:
1\frac{\text{kg}}{\text{m}^3}=0,001\frac{\text{g}}{\text{cm}^3}\text{ e }1\frac{\text {g}}{\text{cm}^3}=1.000\frac{\text{kg}}{\text{m}^3}
Esempio
Qual è la massa di 2 litri di acetone?
Cercando la densità dell'acetone in una tabella, trovi che è 784,6 kg/m3. Prima di fare il calcolo, converti il volume di liquido che hai a disposizione in metri cubi usando la conversione 1 litro = 0,001 metri cubi. Ora hai tutte le informazioni di cui hai bisogno:
2 litri di acetone pesano:
(784,6\testo{ kg/m}^3)(0,002\testo{ m}^3)=1,57\testo{ kg}=1570\testo{ g}
Trovare la densità usando un idrometro
Il peso specifico di un materiale è un'unità adimensionale che si ottiene dividendo la densità del materiale per quella dell'acqua pura a 4 gradi Celsius. Se hai un liquido misterioso, puoi trovare la sua massa misurando il suo peso specifico con un densimetro. Questo è un tubo di vetro con una bolla sul fondo. Riempi la bolla con il liquido e la metti in acqua. A seconda della sua densità, la bolla dell'idrometro affonderà molto al di sotto della superficie dell'acqua o galleggerà vicino alla superficie. Puoi leggere il peso specifico, solitamente in gm/cm3, dalla scala a lato dell'idrometro. È il segno che tocca appena la superficie dell'acqua.
Una volta che conosci il peso specifico, conosci anche la densità, perché moltiplichi il peso specifico per la densità dell'acqua, che è 1 gm/cm3, per ottenere la densità. Puoi quindi trovare la massa di un volume specifico del liquido moltiplicando la sua densità per il volume del liquido che hai.