Si calcola la densità di un oggetto solido, liquido o gas misurandone il volume, pesandolo per determinarne la massa e utilizzando la formula
\delta = \frac{m}{V}
dove∂è la densità,mè massa eVè il volume. È una semplice operazione matematica per riorganizzare questa equazione in modo da poter calcolare la massa dalla densità:
m=\delta \times V
Perché vorresti farlo? La massa dovrebbe essere facile da determinare: tutto ciò che devi fare è tirare fuori la bilancia e pesare un po', giusto? In realtà, non puoi farlo sempre, specialmente quando hai a che fare con un liquido o un solido molto pesante che è troppo grande per la tua bilancia. Poiché le densità della maggior parte dei solidi e dei liquidi sono tabulate, puoi cercare la densità della sostanza in questione. Finché sarai in grado di misurare il volume occupato dalla sostanza, il che è facile se è in un contenitore, conoscerai la sua massa.
Come trovare la densità
La densità è una quantità fissa e, poiché non cambia mai, può essere un fattore di proporzionalità tra massa e volume per una data sostanza. In altre parole, all'aumentare del volume, aumenta anche la massa. Se tracciassi su un grafico valori crescenti di volume contro i corrispondenti aumenti di massa, otterresti una linea retta con pendenza uguale alla densità della sostanza.
Tuttavia, di solito non è necessario prendersi la briga di tracciare un grafico. Se conosci la composizione di un solido, puoi cercare la densità in una tabella. Se hai un liquido, ti consigliamo di cercare il suo peso specifico, che è la densità rispetto alla densità dell'acqua. Ad esempio, il peso specifico dell'alcol etilico è 0,787. Poiché la densità dell'acqua è 1 g/ml, ciò significa che la densità dell'alcol è 0,787 g/ml.
Se hai una soluzione di composizione sconosciuta, non puoi cercare il suo peso specifico, ma puoi misurarlo. Lo strumento per farlo si chiama igrometro. Lo fai galleggiare nel liquido e leggi il peso specifico dal segno graduato che tocca appena la superficie.
Conversione da densità a massa
La densità è misurata in una varietà di unità, inclusi grammi/millilitro, chilogrammi/metro cubo e libbre/piede cubo. Quando cerchi la densità, assicurati che sia espressa nelle unità che stai usando per misurare il volume, o otterrai un valore impreciso per la massa. Ecco alcuni fattori di conversione comuni
1kg/m3 = 0,001 g/ml = 0,062 libbre/piedi3.
Se usi le unità corrispondenti per densità e volume, puoi calcolare la massa dalla densità e ottenerla nelle unità corrispondenti usando l'equazionem = V. Una volta che conosci la massa, puoi sempre convertirla in unità diverse se necessario.
Esempi di formule di densità
1. Qual è la massa di una fiala da 2 ml di tetracloruro di carbonio?
Il peso specifico del tetracloruro di carbonio è 1,589. Poiché il volume del campione è misurato in millilitri, dividere il peso specifico per la densità dell'acqua in g/ml per ottenere la densità in quelle unità. In questo modo, la densità è di 1,598 g/ml. Ora è facile usare l'equazione di conversione da densità a massa per trovare la massa:
m=\delta\volte V = 1,589\volte 2 = 3,178\testo{ grammi}
2. Come si trova la massa di una grande statua d'oro senza pesarla?
Innanzitutto, misurare il volume, in litri, utilizzando il metodo dello spostamento dell'acqua. Quindi, cerca la densità dell'oro, che è 19.320 kg/m3. Per convertire in grammi per litro, devi semplicemente moltiplicare per 1, quindi la densità è 19.320 g/l. Ora puoi calcolare la massa dalla densità usando la formulam = Ve ottieni la risposta in grammi.