Soluzioni
  • Il peso specifico del vetro varia tra 2200 e 7200 chilogrammi al metro cubo (kg/m3), e dipende dal tipo di vetro considerato. In particolare il peso specifico del vetro comune varia da un minimo di 2400 kg/m3 a un massimo di 2800 kg/m3.

    Se non vengono fornite altre indicazioni, nei problemi si può considerare come valore per il peso specifico del vetro 2600 kg/m3, che è la media aritmetica tra i valori minimo e massimo del peso specifico del vetro comune.

    Ps_{\mbox{vetro comune}} = 2600 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m}^3} \mbox{ (Valore medio)}

    Peso specifico dei vari tipi di vetro

    Oltre al vetro comune, che è quello con cui si realizzano bottiglie e finestre, esistono altri tipi di vetro. Qui di seguito abbiamo elencato le principali tipologie, specificandone gli utilizzi e il rispettivo peso specifico.

    • Il vetro cristallo, comunemente detto cristallo, si ottiene dal vetro comune con l'aggiunta di piombo. Il suo peso specifico varia tra i 3100 e i 5900 kg/m3, con un valore medio di 4500 kg/m3

    Ps_{\mbox{vetro cristallo}} = 4500 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m}^3} \mbox{ (Valore medio)}

    • Il vetro di quarzo, quello con le proprietà ottiche e termiche migliori, al punto che viene usato per produrre i finestrini dei veicoli spaziali con equipaggio, le lenti dei telescopi professionali e l'involucro delle lampade a infrarossi. Il suo speso specifico è di circa 2200 kg/m3.

    Ps_{\mbox{vetro di quarzo}} = 2200 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m}^3} \mbox{ (Valore medio)}

    • Il vetro di sicurezza, quello con cui si realizzano il parabrezza, i finestrini e i fanali delle auto. È realizzato interponendo un foglio di plastica trasparente tra due lastre di vetro e la sua principale caratteristica è quella di non sbriciolarsi in caso di rottura. Il peso specifico del vetro di sicurezza è compreso tra i 2530 e i 2750 kg/m3, con un valore medio di 2640 kg/m3

    Ps_{\mbox{vetro di sicurezza}} = 2640 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m}^3} \mbox{ (Valore medio)}

    • Il vetro Flint pesante, che ha una lucentezza e un indice di rifrazione tali da ricordare quelle del diamante, tanto che viene usato per realizzare alcune parti di oggetti di pregio e il prisma ottico. È il tipo di vetro con il peso specifico maggiore, di circa 7200 kg/m3

    Ps_{\mbox{vetro Flint pesante}} = 7200 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m}^3} \mbox{ (Valore medio)}

    • Il vetro ottico Crown, che si utilizza per la produzione di lenti per occhiali da vista e da sole; il suo peso specifico medio è di circa 2500 kg/m3

    Ps_{\mbox{vetro ottico Crown}} = 2500 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m}^3} \mbox{ (Valore medio)}

    • Il vetro ottico Flint, che si ottiene aggiungendo piombo o titanio al vetro ottico Crown, con lo scopo di aumentarne l'indice di rifrazione e la dispersione. Il suo peso specifico medio è di circa 4000 kg/m3

    Ps_{\mbox{vetro ottico Flint}} = 4000 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m}^3} \mbox{ (Valore medio)}

    • Il vetro Pyrex, famoso per la sua qualità di resistenza agli sbalzi termici, viene usato per produrre teglie da forno e provette di laboratorio. Il suo peso specifico varia tra i 2230 kg/m3 e i 2400 kg/m3, con un valore medio di 2315 kg/m3.

    Ps_{\mbox{vetro Pyrex}} = 2315 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m}^3} \mbox{ (Valore medio)}

    Ecco una tabella di riepilogo che riporta il peso specifico medio di ogni tipo di vetro

     

    Tipo di vetro

    Peso specifico in kg/m3 (Valore medio)

    Vetro comune

    2600

    Vetro cristallo

    4500

    Vetro di quarzo

    2200

    Vetro di sicurezza

    2640

    Vetro Flint pesante

    7200

    Vetro ottico Crown

    2500

    Vetro ottico Flint

    4000

    Vetro Pyrex

    2315

     

    Peso specifico del vetro in altre unità di misura

    Oltre al chilogrammo al metro cubo, per esprimere il peso specifico si utilizzano:

    - il chilogrammo al decimetro cubo (kg/dm3);

    - il grammo al centimetro cubo (g/cm3).

    In generale per passare dai kg/m3 alle altre due unità di misura è sufficiente dividere per 1000 o, equivalentemente, moltiplicare per 0,001. Infatti col solito metodo per svolgere le equivalenze risulta che:

    \\ 1 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m}^3} = \frac{1 \mbox{ kg}}{1000 \mbox{ dm}^3} = 0,001 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{dm}^3} \\ \\ \\ 1 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m}^3} = \frac{1000 \mbox{ g}}{10^{6} \mbox{ cm}^3} = 0,001 \ \frac{\mbox{g}}{\mbox{cm}^3}

    A titolo di esempio ecco il valore medio del peso specifico del vetro comune in kg/dm3

    \\ Ps_{\mbox{vetro comune}} = 2,6 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{dm}^3} \mbox{ (Valore medio)}

    e quello in g/cm3

    Ps_{\mbox{vetro comune}} = 2,6 \ \frac{\mbox{g}}{\mbox{cm}^3} \mbox{ (Valore medio)}

    In entrambi i casi abbiamo ricavato il risultato dividendo per 1000 il valore medio del peso specifico riportato in kg/m3.

    Differenza tra peso specifico e densità del vetro (per studenti liceali ed universitari)

    È importante sapere che le unità di misura usate finora sono le stesse che si usano per esprimere la densità dei materiali. La densità è infatti definita come rapporto tra massa e volume.

    Poiché peso specifico e densità sono concetti correlati, ma ben distinti, occorre fare qualche precisazione circa l'unità di misura del peso specifico. Si tratta però di un discorso che riserviamo solo a chi ha già studiato un po' di Fisica.

    Gli studenti della scuola media possono fermarsi qui con la lettura, e magari approfondire l'argomento peso specifico consultando la lezione del link.

    Proprio come abbiamo fatto finora, per agevolare i ragazzi delle scuole medie si preferisce indicare il peso specifico in kg/m3, kg/dm3 o g/cm3. Va però osservato che in tale scelta c'è un grosso abuso di notazione: il peso infatti è una forza e, in quanto tale, andrebbe espresso ricorrendo alle unità di misura della forza e non alle misure di massa (quali sono chilogrammo e grammo).

    Poiché il peso specifico è definito come rapporto tra peso e volume, andrebbe misurato in chilogrammi forza al metro cubo (kgf/m3), chilogrammi forza al decimetro cubo (kgf/dm3) o grammi forza al centimetro cubo (gf/cm3).

    Nonostante ciò sulla Terra il valore numerico di grammo e chilogrammo coincidono, rispettivamente, coi valori numerici di grammo forza e chilogrammo forza, e ciò giustifica l'abuso di notazione sull'unità di misura.

    Per saperne di più consigliamo di leggere l'approfondimento sulla differenza tra densità e peso specifico.

    Peso specifico del vetro in N/m3

    Fin dalle prime lezioni di Fisica si chiarisce la differenza tra massa e peso e da quel momento in poi, onde evitare di far confusione con la densità, si preferisce esprimere il peso specifico del vetro utilizzando il newton al metro cubo (N/m3), cioè ricorrendo alle due unità di misura fondamentali del Sistema Internazionale per forza e volume.

    Ad esempio il valore medio del peso specifico del vetro comune in N/m3 è dato da:

    Ps_{\mbox{vetro comune}} = 25506 \ \frac{\mbox{N}}{\mbox{m}^3} \mbox{ (Valore medio)}

    Tale valore si ottiene ricordando la relazione tra chilogrammo forza e newton

    1\ \mbox{kg}_f = 9,81 \ \mbox{N}

    Quindi per passare dal kgf/m3 ai N/m3 basta moltiplicare per 9,81.

    ***

    Non abbiamo altro da aggiungere, a parte segnalare la pagina interamente dedicata alla densità del vetro.

    Risposta di Galois
 
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