Peso specifico: cos’è?
Questo articolo è una risorsa per chi, come te, sta cercando di capire una volta per tutte il peso specifico.
Scorri l’articolo per trovare:
- Definizione di peso specifico
- Formula del peso specifico
- Le unità di misura del peso specifico
- Il significato di peso specifico, esempi di tutti i giorni
- Come calcolare il peso specifico
- Esercizi d’esempio e risoluzioni
- Differenza tra Peso Specifico e Densità
Peso Specifico: definizione
Il Peso Specifico è un concetto fondamentale nell’ambito della fisica e della meccanica dei fluidi.
Ma cos’è il peso specifico di un corpo?
Il peso specifico di un corpo è la misura della sua quantità di peso per unità di volume dello stesso.
In forma più discorsiva, calcolare il peso specifico di un corpo permette di misurarne la densità, ovvero la quantità di materia contenuta in una certa quantità di spazio di quella sostanza.
In termini ancora più semplici, il Peso Specifico ci fornisce informazioni sulla “leggerezza” o “pesantezza” di un materiale rispetto all‘acqua, considerata come riferimento standard.
In fisica, infatti, il peso specifico dell’acqua è approssimabile all’unità: 1 litro di acqua (equivalente a 1 dm3 di volume) pesa 1 Kg.
Ecco perché…
Ad una temperatura standard di 4 °C e in assenza di sali minerali, gas e batteri disciolti, il peso specifico dell’acqua distillata misura 1000 Kg/m3, ovvero circa 1 Kg/dm3 o 1 Kg/L.
Ps (H2o) = 1 Kg/dm3
Ma anche un cubetto di ghiaccio possiede peso specifico di 1 Kg/L, e la stessa cosa l’acqua in ebollizione (senza sale disciolto).
Come è possibile?
È tutto spiegato in questo articolo, scorri e leggi la differenza tra peso specifico e densità di una sostanza.
Abbiamo approfondito cos’è il peso specifico.
Ma qual è la sua formula?
Formula Peso Specifico
Conoscere la formula del peso specifico è essenziale per comprendere come calcolarlo.
Abbiamo detto che “il peso specifico di un corpo è la misura della sua quantità di peso per unità di volume”
Proviamo a tradurlo in termini matematici.
La formula fisica del peso specifico è:
Ps = P / V
Dove:
- Ps è il peso specifico del materiale
- P è la Forza Peso (in Kg) del materiale
- V è il Volume (in dm3) del materiale
e si calcola come quoziente tra Peso e Volume di un corpo, le cui unità di misura sono:
Ps = Kg / dm3
Le unità di Misura
Le unità di misura più usate per misurare il peso specifico, in accordo con il Sistema Internazionale (SI), sono ricavabili dalla sua formula matematica.
Ps = Kg / dm3
Il kilogrammo (Kg) e il decimetro cubo (dm3), però, non sono le uniche unità di misura utilizzate per variabili come Forza Peso e Volume.
Ecco un elenco delle unità di misura del peso specifico:
- Kg/dm3 (kilogrammo su decimetro cubo)
- Kg/m3 (kilogrammo su metro cubo)
- g/cm3 (grammo su centimetro cubo)
- N/m3 (Newton su metro cubo)
- lb/in3 (libbra su pollice cubo)
- oz/in3 (oncia su pollice cubo)
- lb/gal (libbra su gallone)
- oz/gal (oncia su gallone)
Peso Specifico: metalli e leghe a confronto
| Metallo o lega | Peso Specifico (Kg/dm3) |
|---|---|
| Alluminio | 2,700 Kg/dm3 |
| Acciaio | 7,859 Kg/dm3 |
| Acciaio inox | 7,48 – 8 Kg/dm3 |
| Ferro | 7,874 Kg/dm3 |
| Oro | 19,320 Kg/dm3 |
| Rame | 8,960 Kg/dm3 |
| Ottone | 8,4 – 8,7 Kg/dm3 |
| Platino | 21,4 Kg/dm3 |
| Piombo | 11,34 Kg/dm3 |
| Stagno | 7,28 Kg/dm3 |
| Tungsteno | 19,1 Kg/dm3 |
| Zinco | 7,1 Kg/dm3 |
Peso Specifico: Significato
Per comprendere il significato di peso specifico di un materiale, ti sfidiamo a rispondere alle domande che seguono.
Immagina di avere di fronte a te una bilancia a bracci, e di dover posizionare sui due piatti due cubi identici.
Le dimensioni dei due cubi sono equivalenti: ciascun cubetto ha il lato di 1 dm e dunque volume di 1 dm3.
Da che lato penderà la bilancia?
Se hai risposto “da nessun lato”, hai indovinato, e non servono grosse spiegazioni.
Come cambierebbe se ora, di quei cubetti equivalenti, ti rivelassi che a sinistra è posizionato un cubo di legno, mentre a destra un cubo di metallo?
Da che lato penderà ora la bilancia?
Questo semplice esercizio ci permette di comprendere in che modo il peso specifico ci fornisce informazioni sulla densità del materiale, indicando quanto esso è pesante rispetto al volume occupato.
Immagina, infatti, di dover indovinare il materiale dei due cubetti (che essendo identici esternamente sono irriconoscibili) esclusivamente affidandoti alla bilancia.
Non faresti fatica a individuare il legno nel cubetto più leggero e viceversa il cubetto di metallo sul braccio più pesante.
I materiali con un peso specifico più elevato saranno più pesanti rispetto a quelli con un peso specifico più basso.
Questo parametro è cruciale in settori come l’ingegneria civile, l’architettura e la geologia, dove la comprensione delle proprietà dei materiali è essenziale per la progettazione e la costruzione di strutture.
Come calcolare il Peso Specifico
Per calcolare il peso specifico di un corpo è necessario seguire la formula del Peso Specifico, che ricordiamo è:
Ps = P / V
Per eseguire il calcolo è dunque necessario conoscere il peso del corpo ed il suo volume.
- Misura del Peso (P)
Utilizza un bilancino o una bilancia per determinare il peso del corpo in Newton o in chilogrammi forza.
- Misura del Volume (V)
Determina il volume del corpo utilizzando apposite tecniche di misurazione. Assicurati di utilizzare le unità di misura del volume compatibili con quelle del peso (metri cubi per il sistema internazionale).
Ora applica la formula del peso specifico e sostituisci i valori misurati, dividendo il peso per il volume ottenuto.
Come calcolarlo: esercizio di prova
Metti subito in pratica ciò che hai imparato sul peso specifico con questo esercizio d’esempio, con spiegazione e risoluzione.
Vogliamo scoprire quale materiale, tra acqua e olio, ha un peso specifico minore.
Abbiamo a disposizione:
- un cibo di vetro vuoto, con lato 2 cm
- una bottiglia da 1 L (litro) d’acqua
- una bottiglia da 750 ml (millilitri) di olio
- una bilancia
Differenza tra densità e peso specifico
In questo articolo abbiamo analizzato il peso specifico calcolando, con formule e spiegazioni, le variabili più comuni attraverso cui è possibile che tale valore sia espresso.
Ma una cosa l’abbiamo lasciata ancora in sospeso:
Come mai l’acqua ha peso specifico sempre uguale ma densità diversa?
Questo interrogativo è solo un pretesto per comprendere perché, in realtà, sebbene sembrino variabili simili, densità e peso specifico differiscono per un particolare.
Tutta questione di massa (M) e Forza Peso (P)
Diventa tutto più chiaro se guardiamo le rispettive definizioni:
La densità di un elemento è il rapporto tra la massa e il volume.
⍴ = M / V
Il peso specifico di un elemento è il rapporto tra il peso e il volume.
Ps = P / V
In Fisica, infatti, con la parola peso ci si riferisce alla forza peso espressa dalla massa per l’accelerazione di gravità (9,81 m/s2): che corrisponde proprio all’equazione utilizzata per trasformare il peso specifico in N/m3.
Forza Peso (N) = Massa (kg) x Accelerazione di Gravità (g)
Sarebbe quindi preferibile l’uso di unità di misura della Forza come il Newton e la Forza Peso, invece di quelle della massa come Kg e g.
Ad ogni modo, sulla terra, il valore numerico di 1 Kg equivale ad 1 Kg peso: ciò permette la semplificazione e l’uso ambivalente di pesi specifici espressi con variabili di forza peso o viceversa di massa.
E ora la risposta allo strano comportamento dell’acqua.
Come saprai, più la temperatura scende, e più l’acqua si espande trasformandosi in ghiaccio.
In altre parole, la stessa quantità di materia occupa volume maggiore, a densità minore.
Il peso specifico, però, non varia. Cambia la disposizione delle molecole nello spazio ma il peso dell’acqua rimane inalterato.
Ecco spiegato perché il ghiaccio galleggia sull’acqua (diversa più bassa) mentre un litro di acqua ghiacciata possiede lo stesso valore di peso specifico di un litro di acqua distillata.
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