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

Con la bilancia di Archimede (bilancia idrostatica) si determina il peso P1 del materiale in esame in aria e poi il peso P2 del materiale in esame in acqua

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.