Soluzioni
  • Il peso di un metro cubo d'acqua è di circa 1000 kg a temperatura ambiente (20° C) e a una pressione di 50 bar, se con il termine peso ci si riferisce alla massa; con riferimento al peso come forza, 1 m^3 di acqua pesa circa 1000 chilogrammi forza.

    Peso di un metro cubo d'acqua al variare di temperatura e pressione

    Il peso di 1 m^3 di acqua dipende dalla temperatura dell'acqua, dalla pressione dell'ambiente circostante e dalla quantità di sostanze disciolte in acqua.

    Se ci accontentiamo di un valore approssimativo possiamo affermare che 1 metro cubo d'acqua pesa circa 1 tonnellata, ossia circa 1000 chilogrammi.

    1 m^3 di acqua → ≃ 1000 kg = 1 t

    In realtà 1 metro cubo d'acqua pesa esattamente 1 tonnellata se l'acqua è distillata, se si trova ad una temperatura di 20 °C e se la pressione è di 50 bar.

    1 m^3 di acqua distillata → 1000 kg (20 ° C, 50 bar)

    Poiché la pressione al livello del mare (ossia la pressione atmosferica assunta come valore standard) è di 1 atm, solitamente si preferisce esprimere il peso di un metro cubo d'acqua facendo riferimento a tale valore di pressione.

    La seguente tabella elenca il peso di un metro cubo d'acqua distillata alla pressione di 1 atmosfera e in corrispondenza di vari valori di temperatura.

     

    Temperatura dell'acqua

    Peso di un metro cubo d'acqua alla pressione di 1 atm

    0 °C

    999,8395 kg

    3,98 °C

    999,9729 kg

    4 °C

    999,9720 kg

    10 °C

    999,7026 kg

    15 °C

    999,1026 kg

    20 °C

    998,2071 kg

    22 °C

    997,7735 kg

    25 °C

    997,0479 kg

    30 °C

    995,6502 kg

    40 °C

    992,2 kg

    60 °C

    983,2 kg

    80 °C

    971,8 kg

    100 °C

    958,4 kg

     

    Dai dati scritti in tabella è evidente che il peso di un metro cubo di acqua aumenta col diminuire della temperatura, fino a raggiungere il valore massimo di circa 1 tonnellata alla temperatura di 3,98 °C.

    Quanto pesa un metro cubo di acqua non distillata

    Se si considera l'acqua non distillata (come quella che beviamo, quella del rubinetto o ancora l'acqua di mare), allora il peso di un metro cubo di acqua aumenta all'aumentare delle sostanze disciolte in essa.

    Ad esempio il peso di 1 metro cubo d'acqua di mare a temperatura ambiente è di circa 1020 kg, ed è ben superiore rispetto al peso di un metro cubo di acqua distillata.

    Osservazione sull'unità di misura (per studenti di scuola superiore ed universitari)

    A questo punto è necessaria una precisazione: affermare che il peso di un metro cubo d'acqua è di circa 1000 kg non è corretto in termini di unità di misura.

    Chi ha già studiato un po' di Fisica saprà che il peso è una forza e, in quanto tale, andrebbe espresso mediante unità di misura della forza, dunque in newton oppure in chilogrammi forza.

    Chilogrammo e tonnellata sono invece unità di misura della massa e, dal momento che massa e peso sono due grandezze distinte, per precisi dovremmo dire che:

    - il peso di un metro cubo d'acqua è di circa 1000 kgf (chilogrammi forza);

    - la massa di un metro cubo d'acqua è di circa 1000 kg (chilogrammi).

    D'altro canto sulla Terra i valori numerici del chilogrammo e del chilogrammo forza coincidono, quindi per non confondere le idee a chi non ha dimestichezza con la Fisica si afferma che il peso di 1 metro cubo d'acqua è di circa 1000 kg, ma si deve sempre ricordare che questo modo di esprimersi è dovuto a un abuso di notazione delle unità di misura, ormai ampiamente accettato.

    ***

    Ci fermiamo qui, e per approfondire questo aspetto consigliamo la lettura delle seguenti pagine:

    - differenza tra massa e peso;

    - differenza tra densità e peso specifico.

    Risposta di Galois
 
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