Densità e peso specifico
Prima di tutto vale la pena di notare che
densità
()
e peso specifico ()
differiscono solo per una "costante": l'accelerazione g
di gravità, che per Roma possiamo porre uguale a 9,807 m/s². Precisamente risulta che:
= g x .
La densità è il rapporto tra la massa ed il
volume (pieno: cioè privo di vuoti eventualmente presenti)
del materiale in esame. Ha le
dimensioni di
kg/m3
nel sistema internazionale e di
tm /m3
(o kgm /dm3
o gm /cm3)
nel sistema tecnico.
Il peso specifico (assoluto) è il rapporto tra il peso ed il
volume (pieno: cioè privo di vuoti eventualmente presenti)
del materiale in esame. Ha le
dimensioni di
N/m3
nel sistema internazionale e di
tP /m3
(o kgP /dm3
o gP /cm3)
nel sistema tecnico.
Il peso specifico apparente
è il rapporto tra il peso ed il volume del materiale in esame considerando (nel volume)
anche i vuoti eventualmente presenti nel materiale stesso. Ha le
dimensioni di
N/m3
nel sistema internazionale e di
tP /m3
(o kgP /dm3
o gP /cm3)
nel sistema tecnico.
La densità relativa è il rapporto tra la densità
del materiale in esame e la densità di un materiale di riferimento (acqua,
per i materiali non aeriformi e non solubili nella stessa). E' una grandezza
adimensionale.
Per opportuna scelta delle unità di misura (ad esempio
gm /cm3)
la densità assoluta e relativa coincidono numericamente.
Il peso specifico relativo è il rapporto tra il
peso specifico del materiale in esame e il peso specifico di un materiale di riferimento
(acqua, per i materiali non aeriformi e non solubili nella stessa). E' una grandezza
adimensionale e coicide con la
densità relativa non solo numericamente ma anche nelle dimensioni.
Misurazione della densità
1) Picnometro
(density bottle) (ordine incertezza:
10-5)
| A : | peso picnometro |
| B : | peso picnometro + peso materiale |
| C : | peso picnometro + peso materiale + peso liquido (del volume rimasto fino alla tacca) |
| D : | peso picnometro + peso liquido (fino alla tacca) |
Le misurazioni dei pesi vanno eseguite con una bilancia di precisione.
Il materiale da pesare deve prima essere essiccato e polverizzato.
Il materiale da esaminare non deve essere solubile in acqua; se lo fosse, o si immerge il
campione prima in paraffina oppure si usa un liquido in cui non è solubile, badando però al
risultato che sarà relativo non più all'acqua, ma al nuovo liquido.
oppure un altro modo può essere quello di considerare
| E : | peso picnometro + peso liquido (di tutto il volume fino alla tacca) |
| F : | peso picnometro + peso liquido (di tutto il volume fino alla tacca) + peso materiale |
| G : | peso picnometro + peso materiale + peso liquido (del volume rimasto fino alla tacca) |
Ossia E=D, F=B+D-A, G=C.
2) Pesata idrostatica
(ordine incertezza:
10-6)
Si sfrutta il principio di Archimede:
Un corpo immerso in un fluido riceve una spinta verso l'alto
uguale al peso del volume di fluido spostato
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P1 = Vx (-aria) g
P2 = Vx (-acqua) g
e facendo il rapporto di queste due equazioni, si ricava la densità relativa all'acqua del materiale in esame.
3) Flottazione
(ordine incertezza:
10-8)
E' il metodo più sensibile e sfrutta la proprietà che un solido immerso in
un liquido di uguale densità non affonda e non galleggia, cioè rimane in condizioni
di equilibrio.
4) Altri
(ordine incertezza:
>10-5)
Sono i metodi meno sensibili e sfruttano varie proprietà tra cui le principali possono
essere ricondotte a due: 1) Le radiazioni gamma assorbite da un materiale sono proporzionali
alla massa del materiale stesso; 2) La variazione dell'oscillazione di un onda al passaggio
nel materiale è proporzionale alla massa del materiale stesso.
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