La densidad es una cantidad física que mide la concentración de materia de un cuerpo en un volumen dado.
Se obtiene por la relación entre masa corporal y volumen y se mide en kg / m3 en el Sistema Internacional de Unidades (SI).
La densidad de un cuerpo es inversamente proporcional a su volumen, es decir, cuanto mayor es el volumen, menor es la densidad. Tenga en cuenta esta relación en la fórmula de densidad:
La densidad es la propiedad que determina si un cuerpo flotará o se hundirá en un líquido. Si el material es menos denso que el líquido, flotará, pero si tiene una densidad mayor que el líquido, se hundirá.
Todos los materiales que se encuentran en la naturaleza tienen una densidad que se puede medir. La densidad depende de la tipo de material, del estado fisico dónde se encuentra y las condiciones de temperatura y presión ambiental.
¿Cómo calcular la densidad?
Para calcular la densidad de una sustancia o una mezcla de sustancias, divida la masa del cuerpo por su volumen, de acuerdo con la fórmula:
Dónde:
- d = densidad medida en kg / m3, g / cm3 o g / ml
- m = masa medida en kg o g
- v = volumen medido en m3, cm3 o mL
Es importante tener en cuenta que a medida que cambia el volumen de un cuerpo en diferentes condiciones de temperatura y presión, la densidad será diferente cuando cambien la temperatura y la presión.
Por ejemplo, el agua tiene una densidad de aproximadamente 1 g / cm3 en condiciones ambientales, pero cuando se convierte en hielo, su densidad disminuye a 0,92 g / cm3 - Es por esta diferencia de densidad que el hielo flota sobre el agua.
El hielo flota sobre el agua porque su densidad es menor en estado sólido que en estado líquido.
Ejemplos prácticos de densidad
Para entender en la práctica qué es la densidad, imagine dos contenedores, uno con 1 kg de plomo y el otro con 1 kg de algodón. Ambos tienen la misma masa, es decir, 1 kilo.
Sin embargo, como el algodón es mucho más liviano que el plomo, se necesita una cantidad mucho mayor de este material para que se igualen las masas de ambos recipientes.
Así, el espacio ocupado por el algodón será mucho mayor que el espacio ocupado por el plomo. Esto significa que el plomo tiene una cantidad mucho mayor de materia concentrada y, por lo tanto, una densidad más alta que el algodón.
Ahora vea otros ejemplos de situaciones prácticas que se explican por la diferencia de densidad de materiales:
Cubos de hielo
Cuando se colocan en un vaso de agua, los cubitos de hielo flotan porque su densidad (0,92 g / cm)3) es menor que la densidad del agua (1g / cm3).
Cuando se colocan cubitos de hielo en un vaso de alcohol, los cubitos de hielo se hundirán porque su densidad (0,92 g / cm)3) es mayor que la densidad del etanol (0,79 g / cm3).
El hielo se hunde en un vaso de bebida alcohólica porque la densidad del alcohol es menor que la del agua.
Espuma de poliestireno y uñas
Otro ejemplo que ayuda a comprender la densidad es observar el comportamiento de una tabla de poliestireno y un clavo de acero cuando se colocan en el agua.
La uña se hunde inmediatamente porque su densidad (0,78 g / m)3) es mucho mayor que la densidad del agua. Esto significa que el acero tiene una gran cantidad de materia concentrada en un pequeño volumen.
Por otro lado, cuando el tablero de espuma de poliestireno se coloca en agua, flota porque la densidad de la espuma de poliestireno es menor que la densidad del agua. A diferencia del acero, la espuma de poliestireno es una sustancia que tiene poca materia concentrada.
La densidad de la espuma de poliestireno es menor que la del agua, por lo que la tabla flota.
Masa y densidad específicas
La densidad también se usa para referirse a la densidad, pero no siempre pueden entenderse como sinónimos.
LA densidad se refiere a un cuerpo, que puede estar compuesto por una sola sustancia o una mezcla de sustancias, como una solución de agua con azúcar.
LA Masa específica, a su vez, se refiere a la densidad de un sustancia homogénea específicos, como el aluminio, el plomo o el agua.
Esto significa que cuando un cuerpo está compuesto por una sola sustancia, su densidad viene dada por su masa específica. Sin embargo, cuando el cuerpo es heterogéneo, será necesario calcular su densidad como la relación entre masa y volumen.
Densidad de la sustancia
Consulte la densidad (o masa específica) de algunas sustancias en la siguiente tabla:
| Sustancia | Densidad |
|---|---|
| Agua | 1,0 |
| Aire | 1,2 |
| Acero | 7,8 |
| Aluminio | 2,7 |
| Plomo | 11,3 |
| Cobre | 8,9 |
| Etanol | 0,79 |
| Hierro | 7,86 |
| Hielo | 0,92 |
| Leche | 1,03 |
| madera | 0,5 |
| Oro | 19,3 |
Densidad absoluta y densidad relativa
La densidad absoluta se refiere a la densidad de un cuerpo o sustancia determinados. La densidad relativa, a su vez, es la densidad de un material en comparación con otro.
El cálculo de la densidad relativa es la relación entre las dos densidades, que se calculan dividiendo la masa por el volumen. La fórmula de densidad se puede expresar mediante:
o
La densidad relativa se utiliza a menudo para comparar la densidad de sustancias en relación con el agua, cuya densidad es de 1 g / cm.3.
Unidad de medida de densidad
La unidad de medida utilizada en el Sistema Internacional (SI) es kg / m3, pero es común encontrar esta magnitud también expresada en g / cm3 y g / ml. La relación entre estas unidades de medida es:
1 g / cm3 = 1 g / ml = 1000 kg / m3
Véase también el significado de química y medidas de volumen.