Come calcolare la densità di un fluido

La densità di un fluido misura quanto pesa un liquido in relazione allo spazio che occupa. Conoscere questo dato aiuta a stabilire quale fluido pesa di più, tra diversi liquidi che dispongano dello stesso volume. Va detto però che la misura della densità di un fluido risulta sempre inevitabilmente influenzata da alcune variabili, che ne determinano dunque cambiamenti ed oscillazioni nel valore. La densità di un fluido è influenzata, ad esempio, dalla pressione atmosferica dell'ambiente circostante. Quindi si possono ottenere diverse densità per lo stesso fluido, soprattutto se posizionato ad altezze differenti. È un dato che si riferisce direttamente alla pressione atmosferica: man mano che la pressione aumenta, anche la densità del liquido sale. Quest'ultima può anche essere utilizzata per calcolare il peso specifico: tuttavia bisognerà prima conoscere la massa del liquido, così come il suo volume. Vediamo come calcolare la densità di un fluido e come occorre procedere per trovare la sua grandezza.

• Un becher
• Una bilancia
• Un picnometro (o un densimetro)

Per calcolare la densità di un fluido, occorre innanzitutto calcolarne la massa. Sarà possibile calcolare con facilità la massa del becher ponendolo sul piatto della bilancia. È necessario conoscere la massa, piuttosto che il peso, poiché quest'ultimo è influenzato dalla gravità. Ad esempio, il peso di un liquido potrebbe essere diverso su Giove, perché la forza gravitazionale è significativamente maggiore rispetto alla Terra, ma la massa del liquido rimarrebbe invariata. Viene comunemente misurata in unità di misura del peso, come i grammi e i chilogrammi (nel sistema metrico) o le once e le libbre (nel sistema britannico e americano).

Riempite il becher con il liquido di cui desiderate calcolare la densità. Misurate il volume del fluido leggendo le graduazioni sul bicchiere. Le unità comuni per la misura del volume comprendono il litro (nel sistema metrico) ed il gallone (nel sistema britannico e americano). Potete notare come il liquido può curvarsi in superficie, se versato all'interno di un contenitore in vetro. Questa curvatura è chiamata menisco, ed è necessario leggere attentamente la corretta misura del volume. Calcolate la massa del becher, compresa quella del fluido al suo interno, utilizzando una bilancia.

Ricavate la massa del fluido sottraendo la massa del contenitore vuoto trovata al primo passo, a quella dello stesso, ma pieno di liquido, trovata nel passo due. Supponiamo che la massa del fluido sia pari a sei grammi ed il volume sia di 0,1 litri. La densità, in questo caso, sarebbe di 60 grammi per litro, e quindi di 60g/L. Si può anche tradurre in D= M/V in cui la D è la densità, la M è la massa e la V il volume. Assicuratevi di utilizzare unità coerenti (utilizzando lo stesso sistema di misura) durante tutto il processo.

Ecco appena descritta la modalità più semplice di calcolo per misurare la densità di un fluido. Vi ricordiamo tuttavia che, qualora si fosse in laboratorio, per il calcolo della densità, ci si potrà avvalere di strumenti come picnometri e densimetri. Questi vi permetteranno di ottenere una stima veloce del valore richiesto: gli strumenti appena menzionati, infatti, permettono una misurazione intuitiva di tipo fisico/meccanico di grande precisione e con un minimo margine di errore.

• Come determinare la densità di un liquido

• Come calcolare la profondità dalla pressione
• Come applicare l'equazione di Bernoulli