In chimica e in fisica molte sono le grandezze fisiche derivate. Per esempio, il volume che si misura in metri cubi, la densità che si misura in kg al metro cubo (kg/m3), la forza che si misura in newton (N), la pressione che si misura in pascal (Pa), l’energia che si misura in joule (J).
Le grandezze fisiche derivate vengono definite tramite relazioni fra le grandezze fondamentali. Per esempio, la meccanica esprime la forza capace di fare variare lo stato di quiete o di moto di un corpo di massa m come F=m·a, dove m è la massa e a l’accelerazione, che a sua volta è definita come velocità/tempo; poiché la velocità è definita come spazio/tempo, avremo che il newton è il prodotto della massa per lo spazio diviso per il tempo al quadrato, quindi 1 N equivale a 1 kg·m/sec2.
La pressione è definita come il rapporto tra una forza F che agisce perpendicolarmente a una superficie e l’area S della superficie stessa, secondo la relazione: P=F/S. Quindi Pa=N/m2.
Soprattutto in campo meteorologico, la pressione viene comunemente misurata anche in bar o in atmosfere; l’atmosfera era definita come la pressione esercitata da una colonna d’aria alta quanto l’atmosfera terrestre al livello del mare, a 0 °C di temperatura e a 45º di latitudine. Poiché la pressione atmosferica dipende non solo dalla temperatura, ma anche dall’umidità, nel sistema internazionale, all’atmosfera è stata sostituito il pascal o il bar. Valgono le seguenti relazioni:
1 Pa=10-5 bar=0,987·10-5 atm
1 atm=101.325 Pa.
La pressione atmosferica viene classicamente misurata anche in mmHg (o Torr, dal nome del fisico Torricelli) con l’equivalenza 760 Torr=1 atm. Evangelista Torricelli, costruendo il primo barometro, misurò la pressione atmosferica al livello del mare trovando che 1 atm è pari alla pressione esercitata da una colonna di mercurio alta 760 mm. Una pressione atmosferica di 1.013 millibar equivale a un’atmosfera.
Ritratto di Evangelista Torricelli (1608-1647), matematico e fisico italiano
In chimica è importante anche la densità assoluta di un corpo, definita come la massa della sua unità di volume; pertanto la densità assoluta è espressa in kg/m3. Il peso specifico è invece il rapporto fra il peso e il suo volume.
La densità relativa è data dal rapporto tra la sua massa e la massa di un volume uguale di acqua alla temperatura di 4 °C; essa è un numero puro.
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