LA densidad es una cantidad que relaciona la masa y el volumen de un material dado.
Está dado por la fórmula: densidad = pasta o d = metro
volumen v
La unidad de densidad en el Sistema Internacional es kg / m3, pero en los cálculos diarios también se utilizan las siguientes unidades: g / cm3, g / ml y g / L.
Así, a la hora de calcular la densidad del agua, por ejemplo, basta con colocarla en un vaso de precipitados y medir su volumen. Luego pesamos este vaso con el agua y lo reducimos por la masa del vaso, descubriendo la masa del agua. Luego, divídelo por el volumen que ocupa.
Para sólidos regulares como un cubo, medir la masa también es fácil, ya que simplemente lo coloca en una balanza. El volumen sigue fórmulas matemáticas específicas que solo necesitan calcularse. Por ejemplo, en el caso de un cubo, simplemente multiplique su altura por su largo y ancho para encontrar su volumen. Luego lo sustituimos en la fórmula de densidad.
Sin embargo, cuando se trata de sólidos irregulares (que no tienen una forma geométrica definida), no existen fórmulas matemáticas para calcular su volumen. Entonces, surge la pregunta:
¿Cómo calcular la densidad de sólidos irregulares?El matemático griego Arquímedes se enfrentó a esta cuestión en el siglo III a. C. C. Cuenta la historia que el rey le ordenó que averiguara si su corona era realmente de oro. Arquímedes sabía que bastaba con comparar la densidad de la corona con la densidad del oro, ya que la densidad es una propiedad intensiva, es decir, no depende de la cantidad de muestra. La densidad de un cubo de hielo, por ejemplo, es exactamente la misma que la de un cubo de hielo. iceberg. Pero el problema era determinar el volumen y, en consecuencia, la densidad de la corona, ya que no tenía una forma regular.
Un día, cuando se metió en una bañera para ducharse, Arquímedes notó que el nivel del agua estaba subiendo. En ese momento tuvo una idea brillante y estaba tan emocionado que corrió desnudo por las calles y gritó la famosa palabra:¡Eureka!
Ilustración de Arquímedes y su descubrimiento
Así se descubrió el Principio de Arquimedes, que se utiliza para medir el volumen de sólidos irregulares. Este principio sugiere lo siguiente: medimos una cierta cantidad de agua en un vaso de precipitados, luego agregamos el sólido irregular y observamos el cambio de volumen que ha sufrido el agua, y ya está: ¡esta variación en el volumen de agua es exactamente el volumen del sólido!
El Principio de Arquímedes se utiliza para medir el volumen de sólidos irregulares.
Si se vuelve más fácil, en lugar de simplemente buscar en la medición del vaso el cambio de volumen, puede usar un tubo de Desbordamiento, que tiene una parte que permite que el agua fluya fuera del cilindro cuando se agrega el objeto irregular. El agua que sale se mide por separado.
Note en la figura de arriba que Arquímedes midió el volumen de una barra de oro puro que tenía la misma masa que la corona y calculó su densidad (19,3 g / mL o g / cm3) e hizo lo mismo con la corona. Tenga en cuenta que el volumen de agua y, por lo tanto, el volumen de la corona y la barra de oro no eran los mismos. Esto significaba que, en realidad, la corona no era de oro puro, en realidad era un Aleación.
Incluso hoy en día, este método se utiliza para identificar materiales preciosos como joyas. Si la densidad de una joya hecha con una aleación metálica es superior a 14g / mL, esto indica que es una pieza de oro de al menos 18 quilates, hecha de aproximadamente 75% de oro, 13% de plata y 12% cobre.
* Imagen con copyright: neftalí / Shutterstock.com.
Por Jennifer Fogaça
Licenciada en Química
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-densidade-solidos-irregulares.htm