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Densità in fisica è una misura della quantità di qualcosa che esiste all'interno di un dato spazio fisico (volume). Il più delle volte, per convenzione "densità" significa "densità di massa", ma come concetto descrive semplicemente quanto sia affollato qualcosa.
La densità di popolazione di Hong Kong, ad esempio, è estremamente alta, mentre quella della Siberia è estremamente bassa. Ma in ogni caso, "persone" è oggetto di analisi.
Per sostanze costituite da un singolo elemento in una certa quantità (ad esempio un grammo di oro o argento puro) o una miscela omogenea di elementi (come un litro di acqua distillata, che include idrogeno e ossigeno in un rapporto noto e fisso), si può presumere che non vi siano variazioni significative di densità all'interno del campione.
Ciò significa che se la densità di un oggetto omogeneo di 60 kg di fronte a te è di 12 kg / L, ogni piccola porzione selezionata dell'oggetto dovrebbe avere questo valore per la sua densità.
Densità definita
Alla densità viene assegnata la lettera greca rho (ρ) ed è semplicemente massa m diviso per volume V. Le unità SI sono kg / m3ma g / mL o g / cc (1 mL = 1 cc) sono unità più comuni nelle impostazioni di laboratorio. Queste unità sono state infatti scelte per definire la densità dell'acqua come 1,0 a temperatura ambiente.
Esempi di densità media
A seconda del tipo di sostanza o delle sostanze presenti, esistono diversi modi per affrontare un problema di miscela di densità.
Il più semplice è quando ti viene dato un set di N oggetti e ti viene chiesto di determinare la densità media degli oggetti nel set. Questo tipo di esempio sorgerebbe in situazioni in cui gli elementi del set sono dello stesso "tipo" di base (ad esempio, persone in Inghilterra, alberi in una determinata foresta nel Montana, libri in una biblioteca cittadina nel Tennessee) ma possono molto nella caratteristica in questione (ad es. peso, età, numero di pagine).
ESEMPIO: Ti vengono dati tre blocchi di composizione sconosciuta, che hanno le seguenti masse e volumi:
a) Calcola la media delle densità delle rocce nell'insieme.
Questo viene fatto capendo le densità individuali di ogni roccia, sommandole e dividendole per il numero totale di rocce nel set:
÷ 3 = (3,000 + 1,800 + 3,700) ÷ 3
= 2.833 g / L.
b) Calcola la densità media dell'insieme di rocce nel suo insieme.
In questo caso basta dividere la massa totale per il volume totale:
(2,250 + 900 + 1,850) ÷ (0.75 +0.50 + 0.50) = 5,000 ÷ 1.75
= 2.857 g / cc.
I numeri differiscono perché le rocce non contribuiscono in modo uguale a questi calcoli.
Formula a densità media: miscela di sostanze
ESEMPIO: Ti viene dato un pezzo di materiale da 5 L (5.000 cc o mL) da un altro pianeta e ti viene detto che è costituito da tre pezzi fusi dei seguenti elementi nelle proporzioni elencate per volume:
Qual è la densità del blocco nel suo insieme?
Qui, devi prima convertire le percentuali in decimali e moltiplicarle per le singole densità per ottenere la densità media della miscela:
(0.15)(15) + (0.60)(1.0) + (0.25)(0.50) = 2.975 g / cc