O que é densidade: conceito e propriedades das substâncias

No entanto, a densidade de um objeto ou de uma amostra de certo material ou substancia é o resultado da divisão da sua massa pelo seu volume.

A definição de o que é densidade pode ser estabelecida quando pensamos em peso, massa ou volume. No entanto, a densidade de um objeto, ou de uma substância, é o resultado da divisão da sua massa pelo seu volume.

A princípio, quando jogamos alguns pedaços de cortiça em um recipiente com água, verificamos que todos flutuam no líquido. Por outro lado, quando jogamos pedaços de chumbo ou ferro, notamos que eles afundam.

Neste sentido, as explicações mais básicas são as que concluem que a cortiça é mais leve que o ferro ou o chumbo. Porém, contrariando tais afirmações, pode ser constatado que um pedaço de 10 kg de cortiça flutua, enquanto um pedaço de 1k de chumbo afunda.

Portanto, não importando a massa, pedaços de cortiça flutuam e pedaços de chumbo afundam. No entanto, para explicar o porquê de um material afundar e o outro flutuar é preciso entender o conceito de densidade de cada material.

Comparação entre a cortiça e o chumbo

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Cortiça:

  • 1 cm³ de cortiça tem massa de 0,32g
  • 2 cm³ de cortiça têm massa de 0,64g
  • 100 cm³ de cortiça tem massa de 32g
  • 1000 cm³ de cortiça têm massa de 320g

Chumbo:

  • 1cm³ de chumbo tem massa de 11,3 g
  • 2 cm³ de chumbo tem massa de 22,6 g
  • 100 cm³ de chumbo tem massa de 1.130 g
  • 1000 cm³ de chumbo têm massa 11.300 g

Conceito

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Basicamente, com a comparação feita no tópico anterior, podemos concluir que a massa e o volume da cortiça são diretamente proporcionais. Neste sentido, quando a massa aumenta, o volume aumenta.

Assim, a razão entre a massa e volume para a cortiça é: 0.32g/cm³. Por outro lado, a densidade do chumbo é de 11,3g/cm³. Assim: d = massa/volume ou d= m/v

Portanto, a unidade da densidade é composta de uma unidade de massa dividida por uma unidade de volume. Assim podemos expressá-la em g/cm³, g/L, Kg/L, etc.

No entanto, para se determinar as diferenças dos materiais a respeito de sua flutuação na água, primeiro precisamos ter ciência da densidade da água. Porém, antes desse cálculo precisamos determinar experimentalmente o volume e a massa de uma ou mais amostras desse líquido:

  • 1 cm³ de água tem massa de 1g
  • 2 cm³ de água tem massa de 2g
  • 100 cm³ de água tem massa de 100g
  • 1000 cm³ de água tem massa de 1000g

A partir desses dados concluímos que a água tem d= 1g/cm³. No entanto, quando comparamos as densidades da água, da cortiça e do chumbo temos: água= 1g/cm³ de cortiça= 0,32g/cm 3 de chumbo= 11.3 g/cm³.  

Desta forma, concluímos que a cortiça flutua na água porque é menos densa que ela. Por outro lado, o chumbo afunda porque é mais denso que a água.

 Fatores da densidade

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A princípio, a densidade depende do material considerado. Contudo, a densidade de um mesmo material pode variar também, quando exposto a diferentes temperaturas.

Neste sentido, quando um determinado material é exposto a um aquecimento, este provoca uma dilatação no material, resultando em um aumento de volume. Assim, essa variação influencia o valor de sua densidade.

Além do mais, algumas substâncias também podem mudar de densidade quando expostas a mudanças de pressão, o que é o caso de alguns gases.

Por outro lado, outro fator que influencia a mudança de densidade é a mudança no estado físico. Portanto, a água líquida tem densidade de 1g/cm³, a água sólida (gelo) tem densidade de 0,92 g/cm³, o que explica o fato do gelo flutuar na água.

Substâncias químicas

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Antes de mais nada, o conceito de substância química contribui para o entendimento de densidade e suas variações. A propósito, vale lembrar que substância é uma porção de matéria com propriedades bem definidas e que lhe são características. Basicamente, a química é uma ciência que se ocupa em estudar as substâncias em relação com várias características:

  • Composição das substâncias
  • Propriedades das substâncias
  • Transformações que as substâncias químicas podem sofrer e as condições que favorecem ou impedem estas transformações.

No entanto, existem características que classificam as substâncias e as diferenciam, essas características são as propriedades e dentre essas estão: o ponto de fusão, ponto de ebulição, a densidade, o fato de ser inflamável ou não, a cor, o odor etc. A propósito, é importante lembrar que duas substâncias podem ter algumas propriedades em comum, mas nunca todas.

O que é densidade da água e cloreto de sódio

Basicamente, a água possui densidade de 1,00g/cm³ e o cloreto de sódio possui  2,17 g/cm³. Contudo, quando se acrescenta cloreto de sódio a água se   mistura de densidade diferente das duas. Neste sentido, podemos ver em algumas misturas, vários valores com água e adição de cloreto de sódio a 20°C.

Diante dessas variações se pode perceber, que em qualquer mistura de água e cloreto de sódio possui uma massa sobre volume determinada que não lhe permite ser classificada nem como água nem como sal. A propósito, se colocarmos um ovo em um copo d’água  com sal, o ovo flutuará por causa do aumento de densidade da água.

Então, gostou da matéria? Se gostou, leia também: Caleidoscópio – O que é. Origem, como funciona e como reproduzir

Fontes: Brasil Escola, Significados, Toda Matéria, Manual de química

Imagens: Pexels, Beduka, Núcleo Virtual, Mundo Gump,

Bibliografia

BATISTA, Carolina. Densidade. Toda Matéria, em https://www.todamateria.com.br/densidade/,

FOGAÇA, Jenifer. O que é Densidade? Brasil Escola, em https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-densidade.htm,

____________. Densidade, Brasil Escola, em https://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade.htm

____________, Definição de densidade e seu cálculo. Manual de química, em https://www.manualdaquimica.com/quimica-geral/densidade.htm

SIGNIFICADOS, Densidade: o que é, como calcular e exemplificar, em https://www.significados.com.br/densidade/.

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