Escrito por: David Chandler
Escrito em: November 20, 2021
A densidade é definida pela massa dividida pelo volume de uma substância. Por exemplo, a água tem uma densidade de 1 g/cm³ a 4 °C. Isso significa que 1 g de água ocupa um volume de 1 cm³, 2 g de água ocupam um volume de 2 cm³, e assim por diante.
Encontrar a massa de uma substância é facilmente obtido por meio de uma balança; encontrar o seu volume requer medir suas dimensões físicas. O método de deslocamento de água é uma técnica eficaz para encontrar o volume de uma densidade de um sólido irregular e insolúvel e sua densidade.
Encontre a massa da substância por meio de uma balança. Registre-a.
Step 2
Preencha a proveta com água. Verifique o nível medido e registre o volume da água.
Submerja o sólido na proveta com água. Toque suavemente na proveta para permitir que as bolhas de ar escapem. Registre o volume da água e do objeto submerso.
Step 4
Subtraia o volume da água do volume da água com o objeto submerso. Por exemplo, se o volume da água inicialmente foi de 6 mL e após o objeto ter sido submerso foi de 8 mL, então, o volume do objeto é de 2 mL.
Step 5
Divida a massa do objeto pelo seu volume para determinar a densidade. Por exemplo, se a massa do objeto for de 4 g e o seu volume de 2 mL, então, a densidade é 2 g/mL.
A densidade é uma grandeza que relaciona a massa e o volume de determinado material.
Ela é dada pela fórmula: densidade = massa ou d = m
volume v
A unidade da densidade no Sistema Internacional é kg/m3, mas nos cálculos cotidianos também se usam as seguintes unidades: g/cm3, g/mL e g/L.
Assim, no cálculo da densidade da água, por exemplo, basta colocá-la em uma proveta e medir seu volume. Depois pesamos essa proveta com a água e diminuímos pela massa da proveta, descobrindo a massa da água. Em seguida, basta dividi-la pelo volume por ela ocupado.
No caso dos sólidos regulares, como um cubo, medir a massa também é fácil, pois basta colocá-lo em uma balança. Já o volume obedece a fórmulas matemáticas específicas que só precisam ser calculadas. Por exemplo, no caso de um cubo, basta multiplicar sua altura pelo seu comprimento e largura para descobrir seu volume. Depois, substituímos na fórmula da densidade.
No entanto, quando se trata de sólidos irregulares (que não possuem uma forma geométrica definida), não existem fórmulas matemáticas para calcular o seu volume. Então, surge a questão: como calcular a densidade de sólidos irregulares?
O matemático grego Arquimedes viu-se diante desse questionamento no século III a.C. Conta a história que o rei mandou que ele descobrisse se sua coroa era realmente feita de ouro. Arquimedes sabia que bastava simplesmente comparar a densidade da coroa com a densidade do ouro, pois a densidade é uma propriedade intensiva, ou seja, não depende da quantidade da amostra. A densidade de um cubo de gelo, por exemplo, é exatamente igual à de um iceberg. Mas o problema era determinar o volume e, consequentemente, a densidade da coroa, já que ela não tinha um formato regular.
Certo dia, quando entrou em uma banheira para tomar banho, Arquimedes percebeu que o nível da água aumentava. Nesse momento ele teve uma brilhante ideia e ficou tão entusiasmado que saiu correndo pelado pelas ruas e gritando a famosa palavra: Eureka!
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Ilustração de Arquimedes e sua descoberta
Assim foi descoberto o Princípio de Arquimedes, que é utilizado para medir o volume de sólidos irregulares. Esse princípio sugere o seguinte: medimos uma determinada quantidade de água em uma proveta, depois adicionamos o sólido irregular e observamos a variação de volume que a água sofreu e pronto: essa variação do volume da água é exatamente o volume do sólido!
O Princípio de Arquimedes é usado para medir o volume de sólidos irregulares
Se ficar mais fácil, em vez de simplesmente olhar na medição da proveta qual foi a variação do volume, pode-se usar um tubo de overflow, que possui uma parte que permite que a água escorra para fora do cilindro quando se adiciona o objeto irregular. A água que sai é medida separadamente.
Observe na figura acima que Arquimedes mediu o volume de uma barra de ouro puro que tinha a mesma massa da coroa e calculou sua densidade (19,3 g/mL ou g/cm3) e fez o mesmo com a coroa. Veja que o volume de água e, portanto, o volume da coroa e da barra de ouro não foram os mesmos. Isso significava que, na realidade, a coroa não era de ouro puro, ela era, na verdade, uma liga metálica.
Ainda hoje esse método é usado na identificação de materiais preciosos, como joias. Se a densidade de uma joia confeccionada com uma liga metálica der acima de 14g/mL, isso indica que é uma peça de ouro de, no mínimo, 18 quilates, feita de cerca de 75% de ouro, 13% de prata e 12% de cobre.
*Imagem com direitos autorais: Neftali / Shutterstock.com.
Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química
A Densidade é uma característica própria de cada material, por isso é classificada como sendo uma propriedade específica. Densidade é a massa por unidade de volume de uma substância. O cálculo da densidade é feito pela divisão da massa do objeto por seu volume.
Densidade = massa
volume
A densidade existe para determinar a quantidade de matéria que está presente em uma determinada unidade de volume, podemos caracterizar uma substância através de sua densidade. A densidade dos sólidos e líquidos é expressa em gramas por centímetro cúbico (g/cm3).
Juliana Diana
Professora de Biologia e Doutora em Gestão do Conhecimento
A densidade da água é de 1 g/cm3 (lê-se: um grama por centímetro cúbico). Esse valor corresponde à água em 25 ºC, pois em temperaturas mais baixas a densidade da água diminui.
Outros fatores que interferem na densidade da água são: temperatura, pressão e salinidade.
Assim, a densidade é definida como uma propriedade física que caracteriza a concentração de massa num determinado volume.
A densidade da água ou de qualquer outro material é calculada a partir da seguinte fórmula:
Onde,
d: densidade
m: massa
v: volume
Qual a densidade do gelo?
A densidade do gelo é de 0,92 g/cm3.
O gelo é menos denso do que a água líquida, pois as moléculas da água em estado gasoso estão mais afastadas do que quando se encontram em estado líquido. Ou seja, nesse caso, além da temperatura, a pressão interfere na densidade da água.
É por isso que o gelo flutua em um copo com água. O mesmo acontece com os icebergs.
Mas, por que o gelo afunda num copo com uma bebida alcoólica, por exemplo? Porque os líquidos têm densidades diferentes. A densidade do álcool é 0,79 g/cm3, ou seja, menor do que a do gelo que, por sua vez, é menor do que a da água em estado líquido.
E qual a densidade da água salgada?
A densidade da água salgada pode variar entre 1,017 e 1,030 g/cm3, o que decorre da presença dos sais minerais (salinidade). Assim, é mais fácil boiar na água do mar do que num lago.
Acontece assim no Mar Morto, onde a quantidade de sal existente é cerca de 10 vezes superior a dos oceanos.
Faça a experiência!
Para comprovar a diferença da densidade entre a água com sal e a água sem sal, faça a experiência!
Coloque um ovo dentro de um recipiente com água. Você já sabe, o ovo afundará, tal como acontece quando você quer fazer um ovo cozido e o coloca na panela.
Feito esse teste inicial, agora acrescente sal aos poucos e misture bem. O ovo começará a subir.
Teste seus conhecimentos com Exercícios sobre densidade.