densità
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Valori numerici approssimati all’intero più vicino
Pesare volumi diversi di rame
1 decimetro cubico di rame pesa 9 Kg
2 decimetri cubici di rame pesano 18 Kg
3 decimetri cubici di rame pesano 27 Kg
Misurando vari blocchi di rame si trova che aumentando il
volume aumenta anche la massa nella stessa proporzione
massa/volume = costante
9/1 = 9
18/2=9
27/3=9
Che cosa si osserva di caratteristico misurando volume diversi
di rame ?come variano volumi e pesi ?resta costante qualche
valore? Rispondi e poi clicca
Valori numerici approssimati all’intero più vicino
Pesare volumi diversi di ferro
1 decimetro cubico di ferro pesa 8 Kg
2 decimetri cubici di ferro pesano 16 Kg
3 decimetri cubici di ferro pesano 24 Kg
Misurando vari blocchi di ferro si trova che aumentando il
volume aumenta anche la massa nella stessa proporzione
massa/volume = costante
8/1 = 8
16/2=8
24/3=8
Che cosa si osserva di caratteristico misurando volume diversi
di rame ?come variano volumi e pesi ?resta costante qualche
valore? Rispondi e poi clicca
Valori numerici approssimati all’intero più vicino Pesare volumi diversi di alluminio
1 decimetro cubico di alluminio pesa 3 Kg
2 decimetri cubici di alluminio pesano 6 Kg
3 decimetri cubici di alluminio pesano 9 Kg
Misurando vari blocchi di alluminio si trova che aumentando
il volume aumenta anche la massa nella stessa proporzione
massa/volume = costante
3/1 = 3
6/2=3
9/3=3
Che cosa si osserva di caratteristico misurando volume diversi
di rame ?come variano volumi e pesi ?resta costante qualche
valore? Rispondi e poi clicca
Ripetendo le misurazioni con altre sostanze pure
(piombo, iodio, acqua, alcol..)
si trova sempre la stessa relazione
tra massa e volume corrispondente
massa/volume per piombo = 11
massa/volume per iodio = 5
massa/volume per acqua = 1
massa/volume per alcol = 7
Si verifica che per ogni sostanza pura esiste una relazione
tra la sua massa e il suo volume caratteristica, specifica, che
permette di distinguere tra loro le varie sostanze,
consultando una tabella creata riportando i valori della massa
misurata considerando sempre lo stesso volume (es.1 decimetro
cubico) :tale rapporto costante si definisce densità assoluta(o peso
specifico assoluto):
rappresenta la massa(o peso) dell’unità di volume
(es.cc..dc..mc ) :Kg/decimentro cubico
Rame
ferro
alluminio
acqua
9 kg/dc
8 kg/dc
3 kg/dc
1 kg/dc
Misurando il volume di un blocco qualsiasi di rame
e pesandolo
si trova che sempre il rapporto tra
massa e volume risulta caratteristico : 9 kg/dc
5.5 dc e 49.5 Kg > Dcu=49,5 / 5.5 = 9 kg/dc
Applicazione:calcolo di volume misurando la massa
Volume non misurabile , massa misurabile:
calcolo del volume con la formula
Volume = massa / densità….
volume=24 kg / 9 kg/dc =2.6 dc
Massa = Volume*densità
4.5 dc di rame
Massa = 4.5 dc * 9 kg/dc=40.5 kg
densità = 9 kg/dc
Quanto pesano ? Rispondi e poi clicca
rame
Due blocchi di diverso volume
rame piccolo 3, ferro più grande 5
quale pesa di più ?
Rispondi e poi clicca
Bisogna applicare la formula
massa = volume*densità
Rame = 3 dc * 9 kg/dc = 27 Kg
Ferro = 5 dc * 8 kg/dc = 40 Kg
Il ferro pesa più del rame
ferro
Drame = 9 kg/dc
Dferro = 8 kg/dc
Si hanno 90 kg di sferette di rame (Drame = 9 kg/dc)
il contenitore per trasporto ha un volume di 7 dc :sarà sufficiente
?
Rispondi e poi clicca
Il volume del rame si calcola con formula Volume = massa/densità
volume = 90 kg / 9 kg/dc = 10 dc
Quindi non bastano 7 dc per contenerlo
?
90 kg
7 dc
Portata massima di un furgone = 2000 Kg
può trasportare 1 metro cubo di sferette di rame (Drame =9 kg/dc) ?
Rispondi e poi clicca
?
Portata 2000 Kg
Volume = 1000 dc
Bisogna trovare la massa del rame con formula
massa=volume*densità
massa = 1000 dc * 9 kg/dc = 9000 kg :
quindi non può essere trasportata
Verifica purezza del metallo che costituisce un oggetto:
es.statuetta di rame
si deve misurare la densità della statuetta : se è di rame dovrà risultare
9 kg/dc…altrimenti sarà una falsificazione
Misurare il volume della statuetta, pesarla, calcolare il rapporto
massa/volume :deve offrire la densità specifica del rame 9 kg / dc
12
10
Densità = 18Kg / 2 dc = 9 kg/dc
è tutta di rame
Massa= 18 Kg
Contenitore con acqua , volume noto = 10 dc
Volume con statuetta introdotta = 12 dc >> volume statuetta = 2 dc
Perché il ghiaccio galleggia sull’acqua ?
Perché una barca , costruita con ferro e altri metalli, galleggia sull’acqua?
Perché l’olio, la benzina, galleggiano sull’acqua ?
Perché una sfera di rame compatta sprofonda nell’acqua mentre una sfera
più grande,cava,della stessa massa,galleggia?
Perché una bottiglia vuota,tappata,galleggia?
Perché un corpo può galleggiare, sprofondare,fermarsi in posizione
intermedia nell’acqua ?
1 kg
1 dc di acqua
1.1 dc di ghiaccio
1 dc di acqua se diventa ghiaccio aumenta il suo
volume mantenendo costante la sua massa:
La densità del ghiaccio diminuisce
rispetto a quella dell’acqua , come si
ricava dalla formula
densità = massa/volume
densità = 1 kg /1.1 dc =0.90 kg/dc
Se il blocco di ghiaccio viene immerso
in acqua,riceve una spinta verticale verso
l’alto pari al peso del volume di acqua
spostata:
essendo il peso da equilibrare 1 Kg
servirà spostare un dc di acqua:
quindi non tutto il blocco di ghiaccio
sprofonderà ma solo una parte
pesi e volumi di ghiaccio
uguali producono un
diverso
sprofondamento nell’acqua
per raggiungere equilibrio
sprofonderà di più
il blocco con base
più piccola
Due blocchi di ghiaccio
con uguale massa e
volume, ma diversa
forma
Quale blocco di
ghiaccio
sprofonderà di più ?
Rispondi e poi clicca
Il corpo immerso nel’acqua
riceve una spinta verticale
verso l’alto,pari al peso del
volume di liquido spostato:
questa forza deve poter
equilibrare il peso del corpo
Essendo il peso del corpo = 1 kg
dovrà spostare un volume di acqua
che pesi 1 Kg: cioè 1 dc:quindi solo
una parte del legno (1 dc) sarà
immersa
Acqua Da=1 kg/dc
Legno Dl=0.5 Kg/dc
Volume = 2 dc
Massa = 1 kg
Il corpo immerso nel’acqua
riceve una spinta verticale
verso l’alto,pari al peso del
volume di liquido spostato:
questa forza deve poter
equilibrare il peso del corpo
Essendo il peso del corpo = 16 kg
dovrà spostare un volume di acqua
che pesi 16 Kg: cioè 16 dc
molto superiore al volume
effettivamente posseduto
quindi sprofonda
Acqua Da=1 kg/dc
Ferro Dfe=8 Kg/dc
Volume = 2 dc
Massa = 16 kg
Il corpo si comporta come se avesse
una densità minore del ferro:
16 Kg /200 dc =0.08 K/dc !!!
Il corpo immerso nel’acqua
riceve una spinta verticale
verso l’alto,pari al peso del
volume di liquido spostato:
questa forza deve poter
equilibrare il peso del corpo
Essendo il peso del corpo = 16 kg
dovrà spostare un volume di acqua
che pesi 16 Kg: cioè 16 dc
quindi solo una parte del corpo
(barchetta) sprofonderà
Barchetta di ferro
Acqua Da=1 kg/dc
Ferro Dfe=8 Kg/dc
Volume = 200 dc
Massa = 16 kg
Densità sfera compatta= 18/2 = 9 Kg/dc
Densità sfera cava = 18/40 = 0.45 Kg/dc
18+2 dc
La sfera compatta dovrebbe
spostare 18 dc di acqua per creare
una forza pari al suo peso e quindi
non sprofondare;
ma può spostare solo 2 dc
anche la sfera cava deve spostare
18 dc di acqua per equilibrare il suo
peso:lo può fare sprofondando
solo parzialmente
Masse delle due sfere di rame uguali(es. 18 Kg)
volumi molto diversi una compatta 2 dc e altra cava 40 dc
Olio e benzina essendo meno densi dell’acqua non possono sprofondarvi
se non in minima parte:
quel tanto che basta a spostare un volume di acqua che
abbia il peso del liquido da sostenere
Benzina 0.6 kg/dc
Olio 0.9 kg/dc
Acqua 1 kg/dc
Olio 0.9 kg/dc
La benzina galleggia sull’olio perche risulta meno densa dell’olio
Vetro con densità 2,5 Kg/dc
Bottiglia di vetro vuota,con
tappo
Peso bottiglia = 1Kg
Volume bottiglia = 2 dc
Densità = 1 Kg/2 dc = 0.5 Kg/dc
Perché la bottiglia vuota,chiusa,galleggia ?
Rispondi e poi clicca
Bottiglia immersa in acqua deve
spostare 1 dc di acqua per ottenere
spinta di 1 Kg per essere in
equilibrio:quindi per metà galleggia
Perché l’acqua quando congela può rompere il contenitore:es.bottiglia ?
Acqua
liquida
ghiaccio
L’acqua aumenta di volume quando diventa ghiaccio
se il ghiaccio si forma entro un contenitore la pressione del ghiaccio
che si forma aumentando il volume produce una pressione sulle
pareti del contenitore e queste possono cedere
Perché qualche volta durante inverni particolarmente freddi alcuni tipi di
piante (es.viti) possono “scoppiare “ ?
Rispondi e poi clicca
Se la temperatura si abbassa molto
sotto lo zero, la linfa (acqua più
sostanze varie in soluzione) che scorre
entro i vasi che percorrono il corpo
della pianta può congelare e quindi la
pressione dovuta all’aumento di
volume può far “ scoppiare” la pianta
Tronco che scoppia
Perché qualche volta durante inverni particolarmente freddi alcuni tipi di
piante (es.viti) possono “scoppiare “ e altre piante invece resistono?
Rispondi e poi clicca
Tronco che scoppia
Le piante che possono
concentrare la propria
linfa rendono più
difficile il congelamento
che avviene a temperature
tanto più basse quanto
più risulta elevata la
concentrazione:un modo
per ottenere lo scopo è
quello di ridurre
l’assorbimento di acqua
mediante le radici :questo
viene ottenuto riducendo la
emissione mediante le
foglie lasciate cadere
in autunno
Lasciando cadere le foglie la pianta riduce la
emissione di acqua e ed anche il suo
assorbimento
mediante le radici:la linfa si concentra:rende più
difficile il congelamento
Linfa diluita grazie ad assorbimento radicale
elevato ed emissione mediante le foglie
Perché a certe latitudini o altitudini si osserva una notevole differenza di
piante che possono essere presenti ? Rispondi e poi clicca
Escursione termica tra -30°C e 10°C
Zona A
Ipotesi tra altre:forse perché nella zona A la elevata
escursione termica permette solo la presenza di
piante che possono concentrare la loro linfa e
quindi ostacolare il congelamento e la morte
Nella zona B
possono vivere le piante che non corrono
pericolo in genere di scoppiare
per congelamento:le altre (della zona A)
potrebbero essere presenti,
ma forse la concorrenza le
seleziona vantaggio delle altre
Escursione termica tra -5°C e 40°C
Zona B
Si verifica facilmente che quando certi corpi
(come palle di gomma, bottiglie
vuote e tappate, pezzi di legno ecc.)
vengono immersi nell’acqua,non riescono a sprofondare del tutto, ma
restano più o meno galleggianti con una
loro parte sopra la superficie dell’acqua stessa:se si applica
una forza (si spingono verso il basso), si nota una
la comparsa di una certa resistenza e quando si cessa
nella applicazione, il corpo ritorna verso la superficie
come se fosse spinto da una forza applicatagli verticalmente
dal basso verso l’alto:come mai ?
Dinamometri a molla
Osservazione: un corpo
immerso in un liquido
sembra diminuire di peso
come indicato dalla
molla del dinamometro
e tale diminuzione
a parità di corpo
varia con la natura
del liquido
(densità)
maggiore diminuzione
con liquidi a
maggiore densità
aria
acqua
Acqua salata
Cilindro compattp
Cilindro vuoto
Cilindro compatto entro vuoto
bilancia
Masse equilibranti
Esperimento1:appendere due cilindri
al piatto della bilancia e aggiungere
masse su altro piatto per ottenere
equilibrio
Cilindro compattp
Cilindro vuoto
Cilindro compatto entro vuoto
bilancia
Immergere cilindro
compatto in acqua:
si manifesta rottura di
equilibrio come se i due
cilindretti pesassero meno:
per effetto forse di una nuova
forza che si oppone al loro
peso spingendoli verso l’alto:
verifica e misura di tale
forza
Riempire con acqua cilindro vuoto:si riottiene equilibrio:il peso dell’acqua
aggiunta (con volume uguale al cilindro compatto immerso) permette di
equilibrare la spinta verso l’alto prodotta sul cilindro da liquido nel quale
è stato immerso
bilancia
Conclusione:principio di Archimede
un corpo immerso in un liquido riceve una
spinta verticale verso l’alto pari al peso
del liquido spostato
Conseguenze del principio di Archimede:
Se un corpo possiede una densità maggiore del liquido nel quale viene
immerso sprofonderà in esso solo se non potrà spostare almeno un
volume del liquido con massa pari a quella del corpo immerso;
se invece possiede una densità minore di quella del liquido nel quale
viene immerso,potrà parzialmente galleggiare sullo stesso:sprofonderà
solo quella parte necessaria per spostare un volume del liquido pari
al peso totale del corpo immerso
Masse uguali
9
0.5
0.8
Densità = 1 kg/dc
Pesci -sottomarino
Un sottomarino può modificare la sua massa
(restando costante il suo volume)
introducendo acqua o espellendola e così
modificare la sua densità rispetto
a quella costante dell’acqua:
potrà così sprofondare o risalire o fermarsi
a quote intermedie
(nei pesci esiste una vescica natatoria che raggiunge lo
scopo di variare la massa introducendo o espellendo aria)
Ricordando che 1 dc di acqua pesa 1 Kg ( a 4°C) si può stabilire un
rapporto tra il peso di un corpo e quello di un uguale volume di acqua:si
ottiene una grandezza definita densità relativa del corpo rispetto
all’acqua: Da = Ma/V Db = Mb/V si ha Mb / Ma = Db / Da = Dr
cioè
densità relativa = rapporto tra masse del corpo e massa di un
uguale volume di acqua
2 Kg
acqua
18 KG
rame
Volumi uguali=2 dc
18 Kg / 2 Kg = 9
Esempi di misurazione della densità assoluta o specifica
Se sono noti massa e volume
Pesare corpo in aria M1 –
V=3 dc
immergere in acqua
M= 27 Kg
rottura equilibrio per spinta
D=M/V = 27 Kg / 3 dc = 9 Kg/dc ricevuta-aggiungere
massa per riequilibrare
(4g)Mx=Massa di equal volume
di acqua spostata:
quindi D= M1 / Mx=36g/4g=9
Se massa nota e volume ignoto
Massa 36 gr nell’aria
Massa 32 gr nell’acqua
Massa 4 gr aggiunti
Densità specifica relativa per liquidi
Equilibrare ampolla zavorrata ,in aria
immergere ampolla in liquido x :equilibrare la spinta con pesetti Mx
immergere ampolla in acqua :equilibrare la spinta con pesetti Ma
Mx e Ma sono i pesi di volumi uguali di liquido x e di acqua :quindi
Mx / Ma = densità relativa del liquido
Mx
Ma
Misure di densità con densimetro
Immergere ampolla zavorrata in soluzioni note con densità crescente:
segnare su scala graduata livelli raggiunti in funzione della spinta
e densità variabili:taratura strumento
Immergere strumento in liquido da analizzare :leggere su scala la densità
Densità crescente > spinta crescente
Liquido da esaminare
Liquido con densità nota variabile :taratura strumento
Fine descrizione