Calcolatore di densità

La densità (ρ, la lettera greca rho) misura quanta massa è contenuta in un dato volume, calcolata come ρ = m ÷ V, dove m è la massa e V il volume. È una proprietà intensiva, cioè non dipende dalla dimensione del campione — un cucchiaino d'oro e un lingotto d'oro hanno la stessa densità, anche se le loro masse e volumi sono molto diversi. L'unità SI della densità è il chilogrammo al metro cubo (kg/m³), anche se il grammo al centimetro cubo (g/cm³) e il grammo al millilitro (numericamente identico al g/cm³) sono comuni in chimica e nell'uso quotidiano.

Poiché ρ = m ÷ V, la formula può essere riorganizzata in altre due forme utili: massa = densità × volume, e volume = massa ÷ densità. Come per velocità, distanza e tempo, questo può essere visualizzato come un triangolo — m in alto, ρ e V affiancate sotto; coprendo la grandezza che vuoi trovare, si rivela se le altre due vanno moltiplicate o divise. Questo calcolatore applica esattamente questa logica a seconda della grandezza che scegli di calcolare.

La densità relativa (chiamata anche peso specifico) è il rapporto tra la densità di una sostanza e quella di una sostanza di riferimento, di solito acqua a 4 °C, che ha una densità di quasi esattamente 1.000 kg/m³ (1 g/cm³). Essendo il rapporto tra due densità, la densità relativa non ha unità di misura — una densità relativa di 2,7, ad esempio, significa che una sostanza è 2,7 volte più densa dell'acqua. L'acqua è stata scelta come riferimento proprio perché la sua densità è così vicina a un valore tondo di 1.000 kg/m³ in condizioni standard.

Un oggetto galleggia in un fluido quando la sua densità media è inferiore a quella del fluido, e affonda quando è superiore — una conseguenza diretta del principio di Archimede, secondo cui un oggetto galleggiante o sommerso sposta un volume di fluido il cui peso è uguale alla forza di galleggiamento che agisce su di esso. Il ghiaccio (circa 917 kg/m³) galleggia sull'acqua (circa 1.000 kg/m³) perché è meno denso, pur essendo la stessa sostanza allo stato solido — uno dei casi relativamente rari in cui un solido è meno denso del proprio liquido. Una nave di acciaio galleggia non perché l'acciaio sia meno denso dell'acqua (è circa 8 volte più denso), ma perché il suo scafo cavo conferisce alla nave nel suo complesso una densità media inferiore a quella dell'acqua.

Le densità variano enormemente tra i materiali: l'aria a livello del mare è di circa 1,2 kg/m³, l'acqua di circa 1.000 kg/m³, l'alluminio di circa 2.700 kg/m³, l'acciaio di circa 7.850 kg/m³, l'oro di circa 19.300 kg/m³, e l'osmio — l'elemento naturale più denso — di circa 22.590 kg/m³. La densità dipende dalla temperatura e, per gas e liquidi, anche dalla pressione: quasi tutte le sostanze si espandono e diventano meno dense quando si riscaldano, quindi un risultato di densità è pienamente significativo solo insieme alla temperatura e alla pressione a cui i valori inseriti sono stati effettivamente misurati.