Come determinare la densità di un liquido

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Introduzione

Tutti gli studenti di un istituti di scuola superiore si saranno trovati almeno una volta nella loro vita ad avere a che fare con problemi riguardanti gli stati di aggregazione della materia. Non si tratta mai di problemi particolarmente complessi: basta un'adeguata dose di studio e si risolvono facilmente. Tuttavia tra i problemi riguardanti la materia allo stato liquido, il calcolo della densità provoca non pochi grattacapi, soprattutto in assenza di volumi o masse esplicitati. Infatti se si è in laboratorio, ci si può avvalere di strumenti come picnometri e densimetri per ottenere una stima veloce del valore richiesto: questi due strumenti permettono infatti una misurazione intuitiva di tipo fisico/meccanico. Vediamo, quindi come determinare la densità di un liquido.

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Per ottenere una determinazione esatta della densità di un liquido, puoi affrontare questo problema in due modi diversi. Se sei di fronte ad un quesito di tipo matematico, tutto ciò di cui hai bisogno è verificare che nel corpo del problema siano presenti sufficienti dati per permetterti di conoscere la massa ed il volume del liquido in questione. Questi dati possono essere forniti direttamente nel corpo del problema, oppure essere ricavabili con calcoli indiretti.

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Prendiamo in esame il caso in cui i valori di massa e volume siano ricavabili in qualche modo dal testo del nostro problema: una volta che conosci massa e volume di un determinato liquido posto ad una temperatura ed una pressione standard e costanti devi innanzitutto adeguare le unità di misura dei valori conosciuti in modo che siano confrontabili tra di loro. Per la determinazione della densità, infatti, usualmente vengono impiegate le formule g/cm³ o kg/dm³, anche se nel Sistema Internazionale viene accettata la formula kg/m³. Una volta che hai trasformato i valori iniziali in unità di misura compatibili secondo il sistema adottato, ti basta dividere il valore della massa per il valore del volume, ottenendo così il valore della densità.

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Se non conosci i dati iniziali e sei di fronte ad un esperimento in laboratorio, invece, puoi ricavare le misurazioni di cui hai bisogno procedendo con metodo empirico, utilizzando vari strumenti di rilevazione. Per prima cosa prendi un recipiente tarato per contenere il liquido di cui vuoi appurare la densità. Prima di versare al suo interno il fluido, poni la beuta graduata sulla bilancia di precisione per ricavarne la tara (massa del contenitore). Annota il valore segnalato su un block notes e rimuovi il recipiente dalla bilancia. Versa il liquido nel contenitore e poni nuovamente il cilindro graduato sulla bilancia, annota il valore e ricava il peso netto del fluido sottraendo alla messa del liquido e del contenitore la massa del contenitore vuoto.

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Dopo ciò, rimuovi il contenitore pieno di fluido dalla bilancia e ponilo su una superficie perfettamente orizzontale. Per conoscere il volume del liquido, prendi a riferimento la griglia graduata presente sul contenitore. Dopo aver ottenuto i due valori di cui hai bisogno per conoscere la densità del liquido, ponili a confronto. Il peso specifico di una materia si ottiene dividendo la massa, espressa in grammi, per il volume occupato dal fluido, espresso in cm cubici. Assicurati sempre di lavorare su unità di misura compatibili per non falsare il risultato della divisione (g/cm³ o kg/dm³).

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