La densidad (D) es una cantidad definida como masa (m) por unidad de volumen (v): D = m ÷ v. Dado que estas tres cantidades están relacionadas, puede encontrar una de ellas si conoce las otras dos. Esto es más útil de lo que parece porque la densidad es a menudo una cantidad conocida que puede buscar, asumiendo que conoce la composición del material. Los cálculos son sencillos para los objetos sólidos, pero las cosas se vuelven más complicadas para los líquidos, cuya densidad cambia con la temperatura, y para los gases, cuya densidad depende de la temperatura y la presión.
Usar unidades uniformes
La ecuación que relaciona la densidad, la masa y el volumen es sencilla y le permite calcular la densidad de un material si mide su masa y volumen. La única advertencia es que tienes que hacer las mediciones en el mismo sistema. Por ejemplo, si mide masa en kilogramos, debe medir el volumen en metros cúbicos, y si mide el volumen en cuartos, debe medir la masa en libras. Los tres sistemas que probablemente usarás son CGS (centímetros, gramos, segundos), MKS (metros, kilogramos, segundos) y British Imperial. Las unidades más utilizadas para densidades en estos tres sistemas son:
Cálculos de densidad
Ejemplo: Supongamos que tiene un vaso lleno de una solución acuosa misteriosa. Calcular su densidad y compararla con la del agua pura puede ayudar a determinar su composición.
Calcula el volumen de la solución midiendo las dimensiones del vaso de precipitados y el nivel del líquido y calcula que es de 355 ml . Como un mililitro es un centímetro cúbico, debes encontrar la masa en gramos. Usted encuentra que es 372 gm. La densidad es entonces 372 gm ÷ 355 ml = 1.05 gm /ml. Eso es un poco más denso que el agua pura (1 gm /ml), por lo que todo lo que se disuelve en el agua tiene poca concentración.
Ejemplo: encuentras una roca grande con una forma aproximadamente esférica y quieres saber su composición. Encontrar su densidad puede ayudarlo a determinarlo.
Calcule el volumen de la roca midiendo su diámetro y dividiendo por 2 para encontrar su radio (r). El volumen de una esfera es 4 /3πr 3, por lo que si la roca tiene un radio de 10 pulgadas, su volumen es 418.67 pulgadas cúbicas. Convierta a pies cúbicos multiplicándolo por 0.00057. El resultado es 0.239 pies cúbicos. Si la roca pesa 40 libras, su densidad es de 40 lb /0.239 ft 3 = 167. 36 lb /ft 3. Esto está muy cerca de la densidad del granito, por lo que es muy posible que la roca sea de granito sólido. Uso de tablas de densidad Si tiene un objeto hecho de un material conocido, puede mirar hasta su densidad en una tabla. Esta información le permite calcular su volumen pesándolo. Si ya conoce su volumen, puede calcular su masa. Todo lo que tienes que hacer es reorganizar la ecuación de densidad para expresar el parámetro que deseas en términos de los otros dos. Ejemplo: supongamos que tienes una estatua de oro y quieres encontrar su volumen. D = m ÷ v, entonces v = m ÷ D La estatua pesa 2 kg. En una tabla, encontrará que la densidad del oro es de aproximadamente 19,300 kg /m 3. Al enchufar números, el volumen es de 2 kg ÷ 19,300 kg /m 3 = 0,0001 m 3 o aproximadamente un décimo de un litro. Ejemplo: ¿Cuánto cuesta un mililitro de ¿peso de mercurio? D = m ÷ v, entonces m = D ÷ v La densidad del mercurio es de 13.6 g /ml, por lo que un volumen de 1 ml tiene una masa de 13.6 gramos.
