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La densità dei liquidi
Fino ad ora abbiamo ragionato confrontando il comportamento di oggetti solidi. In effetti, dall’esperienza diretta quotidiana si sa che questi, immersi nell’acqua, o galleggiano o vanno a fondo (tranne nei casi in cui la sostanza solida si scioglie nell’acqua, come nei casi di sali, per esempio).
Ora, tramite le attività precedenti, abbiamo definito una caratteristica propria del materiale (la densità) che contraddistingue la proprietà di galleggiamento dei diversi oggetti.
[I1]
Viene a questo punto naturale chiedersi cosa succede nel caso si mettano in uno stesso recipiente due o più liquidi[Es1]
[Es2] [F1] differenti.
Si possono far ragionare i ragazzi a partire, anche in questo caso, dall’esperienza, chiedendo se si ricordano di aver mai visto una sostanza liquida galleggiare su di un’altra (riferimento anche all’
attività 1, in cui tra i vari materiali si possono inserire alcuni liquidi). Per aiutarli a ragionare si può far ricadere la loro attenzione su immagini viste ai telegiornali quali le chiazze di petrolio sul mare nei casi recenti di perdita di materiale dalle petroliere o situazioni analoghe.
Si possono eseguire delle prove in classe utilizzando diversi liquidi e l’acqua.
Bisogna qui fare attenzione a scegliere liquidi che non siano miscibili
con l’acqua e possibilmente colorati in modo che siano meglio visibili. (miscibilità dei liquidi [I2]
[I3])
[I4])
Riportiamo qui di seguito, come esempio, una tabella con le densità di alcuni liquidi.
Densità di alcuni liquidi
(a 0°C, 1 atm)
| Nome | Densità (g/cm³)
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|---|
| Acqua | 1.00
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|---|
| Acqua di mare | 1.025
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|---|
| Alcool (etilico) | 0.806
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| Benzina | 0.68
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|---|
| Glicerina | 1.261
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|---|
| Mercurio | 13.6
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|---|
| Olio d'oliva | 0.92
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|---|
| Olio di paraffina | 0.8
|
|---|
Focalizziamo, quindi, l’attenzione su un liquido facilmente reperibile e maneggiabile, (
sicurezza in laboratorio [I2]
[I3]
[I4]
[F2]
[E1]
[Es3]
) quale potrebbe essere l’olio d’oliva.
Dopo aver verificato che galleggia sull’acqua si possono applicare le conoscenze fin qui acquisite con le esperienze precedenti per farne calcolare ai ragazzi la densità.
Misuriamo il volume (utilizzando un recipiente graduato) e la massa (con una bilancia) di quantità differenti di olio.
Riprendiamo quindi il grafico in cui si erano sistemati i punti di coordinate volume (cm3) e massa (g), e segniamo i punti relativi alle misure effettuate con l’olio d’oliva. Possiamo far notare che si trovano tutti lungo una retta passante per l’origine degli assi e quindi tracciarla.
Se l’attività si svolge in una classe in cui si sono già affrontati temi quali la proporzionalità diretta ed inversa con relative applicazioni e visualizzazioni sul piano cartesiano, si possono fare delle osservazioni sul grafico. Infatti il coefficiente angolare delle rette tracciate (quelle relative all’acqua e all’olio) è proprio la densità.
In particolare la retta relativa all’olio ha una pendenza minore di quella relativa all’acqua (infatti vi galleggia). Si possono osservare alcuni materiali il cui punto segnato indicando volume e massa si colloca nella parte di piano compresa tra le due rette: questi sono quei materiali che galleggiano nell’acqua, ma affondano nell’olio.
Se non si è mai affrontato in classe il tema della proporzionalità diretta ed inversa, comunque si era già osservato, studiando il grafico ottenuto nell’attività 7, che tutti i punti disegnati in verde (rappresentanti materiali che galleggiano) si trovano al di sotto della retta dell’acqua, mentre quelli disegnati in blu (materiali che affondano) si collocano nella parte di piano sopra la retta dell’acqua.
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