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Peso Specifico Acqua: distillata, di mare e ghiaccio Come cambia, quanto vale e come calcolarlo Chiedersi “quanto pesa un litro d’acqua?” significa calcolare il suo peso specifico. Chiedersi “perché il ghiaccio galleggia?” [continua]
Chiedersi “quanto pesa un litro d’acqua?” significa calcolare il suo peso specifico.
Chiedersi “perché il ghiaccio galleggia?” significa voler capire come cambia il peso dell’acqua nei diversi stati fisici.
Pesa di più l’acqua di mare o all’acqua distillata?
E perché riscaldando l’acqua, variano densità e peso specifico?
Scorri l’articolo per rispondere a queste domande:
Il peso specifico di un elemento è la sua quantità di massa per unità di volume, ed equivale al rapporto tra il valore del suo peso (P) per il suo volume (V).
La formula del Peso Specifico è:
Ps = P/V
Se ti stai chiedendo perché compare la variabile Peso (P) e non la Massa (M), il motivo è che formalmente è più corretto considerare la Forza Peso (intesa come prodotto di M per A, accelerazione di gravità terrestre = 9,81 m/s2).
In questo articolo non ne approfondiremo la differenza, che puoi leggere in pochi minuti qui qui sotto.
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Per adesso ti basta sapere che, per convenzione, si è soliti considerare 1 Kg di massa equivalente ad 1 Kg di Forza Peso.
Nel sistema Internazionale (S.I.) il peso specifico ha le seguenti unità di misura:
In condizioni di temperatura e pressione standard, il peso specifico dell’acqua (H2O) è uguale a 1000 kilogrammi al metro cubo (20 °C).
Il peso specifico dell’acqua espresso in kg/dm3 è 1.
Per ottenere il peso specifico dell’acqua in kg/dm3 ti basterà dividere per 1000 il suo valore espresso in kg/m3.
Questo perché 1 metro cubo equivale a 1000 decimetri cubi.
In calcoli:
Il peso specifico dell’acqua equivalente a 1 g/cm3.
Anche in questo caso, il peso dell’acqua espresso in g/cm3 equivale a 1, esattamente cose per il peso specifico espresso in Kg/dm3.
DImostrarlo è semplice: ti basterà dividere per 1000 il suo valore espresso in kg/m3.
In calcoli:
Il peso specifico dell’acqua espresso in Newton su metro cubo è 9810 N/m3.
E si ottiene moltiplicando il peso specifico espresso in kilogrammi (kg) su metro cubo (m3) per 9,81 metri al secondo quadrato (m/s2), che corrisponde al valore dell’accelerazione di gravità terrestre.
Il peso specifico dell’acqua dimostra che 1 litro (L) d’acqua pesa esattamente 1 chilo (Kg).
La realtà è che non sempre il valore è così preciso. Anzi, quasi mai.
Sono tanti i fattori che determinano questa variazione: li abbiamo raccolti tutti in questo articolo.
Il volume di un corpo è influenzato da variabili come pressione e temperatura.
Per convenzione, quando si ha a che fare con il calcolo del peso specifico, si è soliti assumere una temperatura standard di 20 °C e condizioni di pressioni costanti.
Ma non in questo caso: l’acqua infatti, al variare della temperatura T (°C) cambia la propria densità e di conseguenza il proprio peso specifico.
L’acqua è un composto essenziale in chimica e nella vita.
La sua formula chimica è H₂O, e indica che ogni molecola è composta da due atomi di idrogeno (H) e un atomo di ossigeno (O).
In natura si presenta come una sostanza trasparente, e si può manifestare in tre differenti stati fisici: solido (ghiaccio), liquido (acqua) e gassoso (vapore acqueo).
Il passaggio tra questi stati avviene tramite fusione, evaporazione, condensazione, e solidificazione.
Una particolarità dell’acqua è il suo comportamento anomalo nei passaggi di stato: si espande quando congela, rendendo il ghiaccio meno denso e permettendogli di galleggiare sull’acqua liquida, proteggendo così gli ecosistemi acquatici dal congelamento completo.
Proprio in relazione a queste ed altre trasformazioni, il valore del suo peso specifico può cambiare in relazione a:
Temperatura: La densità dell’acqua varia significativamente con la temperatura. Ad una temperatura di 4°C, l’acqua raggiunge la sua massima densità. Quando l’acqua si raffredda al di sotto di questa temperatura, la sua densità diminuisce, il che è insolito rispetto alla maggior parte delle altre sostanze. Questa proprietà è fondamentale per la vita acquatica, poiché permette al ghiaccio di galleggiare sull’acqua liquida, isolando gli organismi marini nelle acque sottostanti durante i periodi freddi.
A 0 °C, il peso specifico del ghiaccio è circa 0.917 g/cm³, il che gli permette di galleggiare sull’acqua liquida. Il ghiaccio ha una struttura cristallina che occupa più spazio rispetto all’acqua liquida, rendendolo meno denso.
Pressione: La densità dell’acqua aumenta con l’aumentare della pressione, sebbene questa variazione sia meno significativa rispetto alla variazione con la temperatura. Questo comportamento è rilevante negli oceani profondi, dove le pressioni elevate comprimono leggermente l’acqua.
Salinità: La presenza di sali disciolti nell’acqua (come nell’acqua marina) aumenta la sua densità. Questo perché i sali disciolti aggiungono massa senza un corrispondente aumento significativo del volume.
Questi fenomeni spiegano perché il ghiaccio galleggia sull’acqua, perché è più facile per il corpo umano galleggiare in acqua di mare o perché il peso specifico di acqua con elementi disciolti sia maggiore dell’acqua distillata.
In condizioni di pressione standard, ad una temperatura di 20 °C, il peso specifico dell’acqua di mare equivale a circa 1.025 g/cm³.
L’acqua di mare è una soluzione salina composta principalmente da acqua (H₂O) con una concentrazione significativa di sali disciolti, soprattutto cloruro di sodio (NaCl). Questa salinità aumenta il peso specifico rispetto all’acqua dolce. La composizione salina influisce sulla densità, rendendo l’acqua di mare più densa e quindi con un peso specifico maggiore rispetto all’acqua distillata. La presenza di altri minerali e soluti contribuisce ulteriormente a questo valore.
L’acqua ossigenata, o perossido di idrogeno (H₂O₂), è una soluzione che contiene molecole di perossido di idrogeno disciolte in acqua (un atomo in più di ossigeno rispetto alla normale acqua.
È un composto utilizzato principalmente come disinfettante e sbiancante grazie alle sue proprietà ossidanti. Il peso specifico dell’acqua ossigenata è più alto rispetto all’acqua pura a causa della maggiore massa molare del perossido di idrogeno rispetto all’acqua (H₂O), risultando in una densità maggiore a parità di volume.
In condizioni di pressione standard, ad una temperatura di 20 °C, il peso specifico dell’acqua ossigenata equivale esattamente a 1,460 g/cm³.
In condizioni di pressione standard, ad una temperatura di 20 °C, il peso specifico dell’acqua distillata equivale esattamente a 1 g/cm³.
L’acqua distillata è acqua pura che è stata bollita per diventare vapore e poi condensata di nuovo in un liquido, rimuovendo impurità e soluti. La sua composizione è quasi esclusivamente H₂O, priva di sali minerali e altre impurità. Il peso specifico dell’acqua distillata è esattamente 1 g/cm³ a 20°C, poiché non contiene soluti che potrebbero aumentare la densità, rendendola il riferimento standard per molte misurazioni scientifiche.
In questa tabella trovi il valore del peso specifico acqua a 0 °C, 4 °C, 20 °C, dell’acqua di mare, dell’acqua distillata e ossigenata, per confrontarlo con quello dei principali elementi e composti della tavola periodica.
| Acqua (H2O) | Peso Specifico (Kg/dm3) |
|---|---|
| 0 °C | 0,999 Kg/dm3 |
| 4 °C | 1 Kg/dm3 |
| 20 °C | 0,998 Kg/dm3 |
| Acqua di mare | 1,025 Kg/dm3 |
| Acqua Ossigenata | 1,460 Kg/dm3 |
| Acqua distillata | 1 Kg/dm3 |
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