Qual è la densità dell’acqua e come calcolarla?

La densità dell’acqua è una proprietà fisico-chimica che generalmente descrive la proporzione del peso di un corpo idrico contenuto in un dato volume. Nel caso particolare dell’acqua, così come di molte altre sostanze presenti in natura che si comportano come fluidi comprimibili, la sua densità può variare a seconda dello stato in cui l’acqua è: gassosa, liquida o solida.

Questo cambiamento tra i tre stati della materia è graduale, a seconda della temperatura del fluido e / o della pressione a cui è sottoposto il corpo idrico. Anche la densità cambierà, a seconda della composizione dell’acqua, se è allo stato puro o ha solidi disciolti o sospesi.

Qual è la grandezza regolare della densità dell’acqua?

  • In condizioni standardizzate, cioè prendendo in considerazione acqua dolce pura (distillata), e prendendo la misura a 1 ATM di pressione atmosferica ea 4 ° C di temperatura, l’ampiezza della densità dell’acqua ha un valore di 1000 kg / m3. All’aumentare della sua temperatura, ea pressione costante, l’acqua perde densità, raggiungendo un valore minimo di 958 kg / m3 allo stato liquido a 100° C, nel punto immediatamente precedente il suo cambio di fase allo stato gassoso.
  • Al contrario, nel punto opposto dell’acqua liquida, pochi gradi prima di raggiungere la temperatura critica di congelamento (3.8° C), la densità aumenta, raggiungendo il valore massimo di cui sopra a 1 ATM (1000 kg / m3, oppure 1 kg / l, a seconda delle unità di riferimento considerate).
  • Dopo il progressivo aumento della densità dell’acqua a temperature più basseUn curioso fenomeno si verifica se la temperatura continua ad abbassarsi fino al momento giusto del cambio di fase dell’acqua dallo stato liquido allo stato solido; La sua densità si riduce in quel momento, improvvisamente e ovviamente, a 917 kg / m3 (a 0 ° C), fenomeno che si accompagna contemporaneamente ad un aumento istantaneo del 9% del volume di detta massa, permettendo almeno tanto in modo che il ghiaccio formato possa avere una galleggiabilità positiva nel mezzo di uno specchio d’acqua allo stato liquido.
  • La densità dell’acqua sul pianeta varia a seconda della composizione di detta acqua, essendo più denso più è salato, ed anche variando non solo con la temperatura a cui è sottoposto, ma con la pressione. In generale l’acqua dolce è meno densa dell’acqua salata dei mari; e in queste zone costiere che hanno acqua salmastra (una miscela di acqua dolce e salata), come nei delta, estuari, estuari e mangrovie, le acque mostrano il livello di densità più basso, vicino a quello dell’acqua dolce. Al contrario, in quelle altre zone costiere dove c’è un’elevata evaporazione delle masse di acqua salata a causa di elevati livelli di insolazione, come ad esempio, nelle saline delle saline, i valori molto alti di salinità dell’acqua influenzano il notevole aumento della sua densità.

Esistono tabelle di riferimento per esprimere l’entità della densità dell’acqua distillata a diverse temperature, mantenendo la pressione standard costante a 1 ATM, che equivarrebbe a determinare quei valori a livello del mare.

Allo stesso modo si possono costruire tabelle di riferimento della densità dell’acqua pura alla stessa temperatura, ma sottoposta a differenti valori di compressione per effetto della pressione atmosferica, se la massa d’acqua è circondata dall’aria, all’esterno di un corpo d’acqua, come il mare, un lago o una diga; oppure, mediante pressione idrostatica, se la massa d’acqua da valutare si trova a una certa profondità all’interno di un corpo idrico più grande.

Come puoi calcolare la densità dell’acqua?

Esistono diversi metodi per stimare l’entità della densità di un particolare corpo idrico, a seconda della precisione richiesta in questa determinazione.

  • Regolarmente, la densità dell’acqua viene misurata in modo pratico con un dispositivo chiamato idrometro o densitometro di massa, il cui funzionamento si basa sulla stima del peso di un dato volume di un campione d’acqua. Esistono dispositivi calibrati per diversi range di densità, in base alle particolari esigenze di ogni tipologia di campione.
  • Un altro modo per determinare la densità dell’acqua è attraverso una misura indiretta che consideri la salinità derivata dai solidi in essa disciolti.. In questo caso viene utilizzato un dispositivo che registra il TDS (solidi totali disciolti), attraverso la misura della conducibilità elettrica del liquido in oggetto, che il dispositivo trasforma in unità equivalenti a “parti per mille”. Si considerano solidi disciolti tutte quelle particelle che sono sospese in acqua e che hanno un diametro inferiore a 2 micron.

Alcuni fatti curiosi sulla densità in diversi corpi di acqua salata

La salinità dei mari non è costante, e c’è tutta una gradazione di valori tra le principali masse di acqua salata del pianeta. Di seguito sono riportati alcuni dati sulla densità dell’acqua salata che mostrano questa variazione:

  1. Mar Morto: 230 g / l. È il più alto grado di densità di un corpo idrico naturale del pianeta. Ciò consente una galleggiabilità estremamente positiva, ma limita la sua capacità di supportare una grande diversità di forme di vita. Da qui il suo nome.
  2. Mar Rosso nel Golfo Persico: 38-43 g / l.
  3. Mar Mediterraneo: 38 g / l.
  4. Oceani aperti: 33-37 g / l.
  5. Mare del Nord: 32 g / l.
  6. Mare Baltico: 6-18 g / l.

Come si può vedere, i mari che funzionano come corpi di acqua salata più o meno confinati, con minori apporti di acqua dolce, mostrano i valori più elevati di densità delle loro acque; mentre le masse di acque libere degli oceani, e le aree marine influenzate dal contributo dell’acqua di disgelo, sono quelle che mostrano livelli di densità più moderati, anche estremamente bassi.

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