Explicamos o que é densidade e que tipos de densidade existem. Exemplos da densidade absoluta de diferentes substâncias.
Qual é a densidade da matéria?
A densidade é uma quantidade escalar, frequentemente usado em física e química, que se refere à quantidade de massa presente em um determinado corpo ou substância por unidade de volume. Geralmente é representado pelo símbolo ρ.
Dois corpos ou substâncias exatamente do mesmo tamanho e proporções podem apresentar densidades diferentes, e isso é medido através da densidade média, que é a relação entre a massa de um corpo e o volume que ele ocupa no espaço, conforme a seguinte fórmula:
onde m é a massa e V o volume, então a unidade de medida de densidade no Sistema Internacional será o quilograma por metro cúbico (kg/m3) o unidades de medidas equivalentes.
Variações de temperatura e pressão afetam a medição de densidade de uma substância.
A densidade da matéria é frequentemente associada à história do filósofo grego Arquimedes, que supostamente foi encarregado de determinar se a coroa do rei havia sido forjada com ouro puro ou feita de uma liga com outros metais.
Durante um banho de imersão, Arquimedes percebeu que poderia calcular o volume da coroa submergindo-a em água e medindo o deslocamento do líquido, sem precisar derretê-la ou quebrá-la. Então ele poderia pesar a coroa (para encontrar sua massa) e determinar, usando a fórmula que detalhamos acima, a densidade da coroa. Ele comparou os valores da densidade calculada da coroa com a densidade do ouro puro (que é uma constante), e assim soube se era ouro puro ou uma liga, já que a densidade do ouro teria variado quando misturado a outros metais.
Veja também: Gravidade específica
tipos de densidade
Existem vários tipos de densidade da matéria:
- densidade absoluta. Normalmente, falamos de densidade absoluta quando usamos o termo densidade, e é uma quantidade intensiva calculada, como dissemos acima, a partir do volume e da massa. Suas unidades de medida no SI são (kg/m3).
- Densidade relativa. Esse outro tipo, por outro lado, surge da comparação entre a densidade da substância em questão e alguma outra que sirva de referência, portanto é uma magnitude adimensional (sem unidades). Para líquidos e sólidos, a densidade da água é usada como referência (a 1atm e 4 °C), enquanto para gases é usada a do ar (a 1atm e 0 °C). É calculado da seguinte forma:
onde 𝛒r é a densidade relativa, 𝛒 é a densidade absoluta e 𝛒0 é a densidade da substância de referência.
- Densidade aparente. É aplicado a materiais heterogêneos, bem como a porosos, cuja mistura afeta a densidade (sendo menor do que se cada elemento fosse compactado separadamente). Portanto, esse tipo de densidade não depende da natureza da matéria, mas da maneira como ela está disposta. Por exemplo, se tivermos um material hidratado, sua densidade aparente será:
onde 𝛒uma é a densidade aparente do material, mh é a massa do material seco e V0 é o volume de material hidratado, ou seja, sem secagem.
exemplos de densidade
Alguns exemplos da densidade absoluta de diferentes elementos e substâncias (expressas em suas unidades apropriadas) podem ser:
- Magnésio (Mg). 1.738 g/cm3
- Cálcio (Ca). 1,54 g/cm3
- Ferro (Fe). 7.874 g/cm3
- Molibdênio (Mo). 10,22 g/cm3
- Pagamento (Ag). 10,5 g/cm3
- Ouro (Au). 19,3 g/cm3
- Irídio (Go). 22.562 g/cm3
- Dúbio (Db). 29,3 g/cm3
- Bohrio (Sra.). 37,1 g/cm3
- Água (H2O). 1g/cm3
- Óleo. 0,92 g/cm3
- ar. 1.225 kg/m3