La massa di una sostanza descrive la quantità di materiale presente e il volume di una sostanza indica quanto spazio occupa la sostanza. Entrambe queste misurazioni dipendono dalla quantità di materiale. Tuttavia, la relazione tra massa e volume è costante per una sostanza ad una data temperatura e pressione. Questa relazione tra la massa e il volume di una sostanza è data come densità. Mentre la quantità di sostanza altera la massa e il volume, la densità del materiale rimane la stessa ed è una proprietà fisica della sostanza.

Massa

La massa misura la quantità di materiale presente in un sostanza. La massa di una sostanza viene spesso espressa in grammi (SI) o libbre (inglese). Le bilance sono spesso impiegate per determinare la massa di una sostanza poiché il peso è una funzione di massa e gravità. Poiché la gravità è quasi la stessa sulla superficie della Terra, il peso diventa un buon indicatore di massa. Aumentare e diminuire la quantità di materiale misurato aumenta e diminuisce la massa della sostanza.

Volume

Il volume descrive quanto spazio occupa una sostanza e viene dato in litri (SI) o galloni (inglese ). Il volume di una sostanza è determinato dalla quantità di materiale presente e dal grado di riempimento delle particelle del materiale. Di conseguenza, la temperatura e la pressione possono influenzare notevolmente il volume di una sostanza, in particolare i gas. Come per la massa, l'aumento e la diminuzione della quantità di materiale aumenta e diminuisce anche il volume della sostanza.

Densità

La densità viene calcolata dividendo la massa per il volume (densità = massa /volume ). Ad esempio, 10 grammi di acqua dolce hanno un volume di 10 millilitri. Ne risulta una densità di un grammo per millilitro (10 g ÷ 10 mL = 1 g /mL). A differenza della massa e del volume, l'aumento della quantità di materiale misurato non aumenta o diminuisce la densità. In altre parole, l'aumento della quantità di acqua dolce da 10 grammi a 100 grammi cambierà anche il volume da 10 millilitri a 100 millilitri, ma la densità rimane 1 grammo per millilitro (100 g ÷ 100 ml = 1 g /ml). Ciò rende la densità una proprietà utile per identificare molte sostanze. Tuttavia, poiché il volume si discosta dalle variazioni di temperatura e pressione, la densità può anche variare con la temperatura e la pressione.

Gravità specifica

Una misurazione derivata della densità è la gravità specifica. Il peso specifico confronta la densità di una sostanza con la densità di un materiale di riferimento. Nel caso dei gas, il materiale di riferimento è aria secca standard o aria senza acqua. Nel caso di liquidi e solidi, il materiale di riferimento è acqua dolce. Il peso specifico viene calcolato dividendo la densità di una sostanza per la densità della sostanza di riferimento. Ad esempio, l'oro ha una densità di 19,3 grammi per centimetro cubo (ricorda centimetro cubo uguale a millilitro). Questo produce un peso specifico di 19,3 (19,3 g /cm3 ÷ 1,0 g /cm3 = 19,3 Ciò significa che l'oro è 19,3 volte più denso dell'acqua.

Galleggiabilità

Se un oggetto galleggia o affonda determinato dalla forza di gravità verso il basso e da una forza di spinta verso l'alto Se la forza di galleggiamento è maggiore, un oggetto galleggia Se la forza di gravità è maggiore, l'interazione tra queste forze è correlata alla densità dell'oggetto e densità del fluido in cui è immessa. Se la densità complessiva dell'oggetto è maggiore del liquido, l'oggetto affonda.Se la densità complessiva dell'oggetto è inferiore al liquido, l'oggetto galleggia. L'acciaio è molto più denso dell'acqua ma modellato in modo appropriato, la densità può essere ridotta (aggiungendo spazi d'aria), creando una nave d'acciaio che galleggia, allo stesso modo un salvagente riduce la densità complessiva della persona che lo indossa, permettendogli di galleggiare molto più facilmente .