La capacità di convertire tra unità di massa, densità e volume è una delle abilità fondamentali necessarie per risolvere i problemi di base in fisica e chimica. La massa, nel sistema SI delle unità utilizzate di default in tutto il mondo per risolvere tali problemi, ha unità di chilogrammi (kg) e loro derivazioni, mentre il volume ha unità di metri cubi, o m ^{3, il metro essendo l'unità SI di lunghezza. Corrispondentemente, la densità, che è la massa per unità di volume, è spesso espressa in kg /m 3. Poiché le quantità sono spesso minori negli esperimenti e nelle misurazioni di tutti i giorni, è tipico vedere la densità espressa in g /cm 3 o gm /ml (un millilitro è definito come un centimetro cubo). Un kg /m3 equivale a 1.000 g /cm 3.}

TL; DR (troppo lungo, non letto)

TL; DR

Utilizzare l'espressione:

m
= ρV

Per convertire da m ^{3 in volume ( V
) a massa ( m
) in chilogrammi. La densità ( ρ
) varia a seconda delle sostanze, quindi è necessario cercare la sostanza in questione per completare il calcolo.}

Derivare la massa dal volume

Dire ti viene dato un volume noto di una sostanza (acqua o qualche altro fluido, un metallo o qualsiasi altra cosa che si presume abbia una distribuzione uniforme o quasi uniforme della materia) e ti si chiede di calcolarne la massa. Per fare ciò, sulla base delle relazioni stabilite sopra, devi conoscere la densità della sostanza e solo la sua densità.

Poiché la densità ( ρ
) è di massa ( m
) diviso per volume ( V
), quindi massa equivale a densità volte volume:

ρ
= m
/ V

Quindi

m
= ρV

Densità nel mondo reale

Varie tabelle online includono le densità di sostanze comuni. Ad esempio, l'acqua semplice a una temperatura di 4 ° C ha una densità di 1.000 kg /m3 o 1 g /ml, sempre per definizione. Gli oli sono meno densi dell'acqua, ed è per questo che la componente oleosa di un condimento per insalata come l'italiano galleggia sulla parte superiore dell'impasto. Il latte, che è composto quasi interamente di acqua, ma comprende zuccheri, proteine ​​e (solitamente) grassi, ha una densità di 1,03 volte quella dell'acqua.

I metalli sono in genere notevolmente più densi dei liquidi e variano notevolmente da uno a quello successivo. L'oro, per esempio, ha una densità di 19,3 g /ml. Ciò significa che 1 m ^{3 di oro ha una massa di 1.000 x 19.3 = 19.300 kg. Poiché 1 kg = 2.204 libbre, una porzione di oro di un metro per un metro per un metro (circa la dimensione di un tavolo piccolo) avrebbe una massa di 42.537 libbre, superiore a 21 tonnellate.}

Applicazioni

Dal momento che una moderna nave marinara è fatta principalmente di metallo, come galleggia? Perché qualcosa galleggi nell'acqua, deve avere meno massa dell'acqua che sposta. Ciò si ottiene come risultato di tutto lo spazio vuoto incluso nella costruzione della nave, come lo spazio tra gli strati dello scafo di una nave. Quando una barca di metallo come una canoa viene messa in acqua, essa inizia ad affondare perché il metallo solido è ciò che per primo contatta l'acqua. Ma poiché la densità complessiva della canoa è inferiore a quella di un volume equivalente di acqua, anche con uno o due passeggeri aggiunti, la maggior parte rimane sopra la superficie dell'acqua.