Differenza tra densità e peso specifico

Spesso il termine peso specifico è usato come sinonimo di densità ma in realtà c'è una grande differenza tra peso specifico e densità. Per cogliere tale differenza è necessario ricordare le rispettive definizioni.

Indicando con M la massa, con P il peso e con V il volume di un materiale:

- il peso specifico (Ps) è definito come il peso di un materiale diviso per il suo volume

- la densità (ρ) si ottiene dalla massa di un materiale divisa per il suo volume

Poiché massa e peso sono due concetti distinti saranno tali anche densità e peso specifico, infatti il peso specifico si definisce a partire dal peso (che è una forza), mentre la densità è definita tramite la massa, che è una proprietà intrinseca di un corpo.

Unità di misura di densità e peso specifico nel Sistema Internazionale

Ad esempio, sapendo che 1 kg d'acqua (alla temperatura di 4 °C e alla pressione di 1 atm) occupa 1 volume di 1 dm³ = 0,001 m³, si ha che la densità dell'acqua è

Per trovare il peso specifico dell'acqua invece ci occorre anzitutto sapere quanto pesa 1 kg d'acqua. Come già ricordato, il peso è una forza infatti in Fisica si preferisce riferirsi al peso con il termine forza peso.

Indicando con g=9,81 m/s² l'accelerazione di gravità terrestre, il modulo della forza peso si ottiene dal secondo principio della Dinamica:

Pertanto il peso di 1 kg d'acqua è:

Abbiamo ora tutto quello che ci occorre per determinare il peso specifico dell'acqua

Come possiamo osservare, facendo riferimento alle unità di misura fondamentali del Sistema Internazionale, la densità si misura in chilogrammi al metro cubo (kg/m³) mentre il peso specifico si esprime in newton al metro cubo (N/m³). Ciò conferma che peso specifico e densità son due concetti completamente diversi.

Unità di misura e valori coincidenti di densità e peso specifico

Spesso però come unità di misura per il peso si usa il chilogrammo peso (kg_p)

e di conseguenza si può esprimere il peso specifico in chilogrammi peso al metro cubo (kg_p/m³).

Sulla Terra il valore numerico del chilogrammo coincide con quello del chilogrammo peso e quindi, usando tale unità di misura, densità e peso specifico assumono lo stesso valore numerico.

Tornando all'esempio sull'acqua, il suo peso specifico espresso in kg_p/m³ è

Il cui valore numerico (1000) coincide con quello della densità dell'acqua.

Attenzione all'abuso di notazione

Proprio perché chilogrammo e chilogrammo peso assumono lo stesso valore molti libri di testo, con un abuso di notazione, usano kg come simbolo per il chilogrammo peso ed ecco che nelle tabelle sul peso specifico dei materiali il peso specifico risulta espresso in kg/m³ che in realtà è l'unità di misura che si dovrebbe usare per esprimere la densità.

In conclusione

Concludendo, sebbene a seconda dell'unità di misura scelta peso specifico e densità possono assumere lo stesso valore, ricordiamo sempre che sono due concetti ben distinti e tale diversità è legata proprio alla differenza tra massa e peso.