Densidade: o que é e como calcular!

Muito comum tanto em exercícios de física quanto em cálculos estequiométricos de química, o conteúdo sobre densidade é frequentemente cobrado nos principais vestibulares, incluindo o Enem. Mesmo sendo calculada a partir de uma única fórmula, por ser interdisciplinar, existem diferentes maneiras de abordar o tema densidade, principalmente porque a sua contextualização pode envolver outros conceitos paralelos.

Sendo assim, confira e aprenda sobre o que é densidade, como calculá-la, qual a sua finalidade e aplicações em exercícios. Preparado?

O que é densidade?

Densidade nada mais é do que um parâmetro que mensura o nível de concentração de massa presente em um determinado volume. Explicando de maneira simples, é o quanto de matéria (massa) compactada cabe dentro de um espaço (volume).

O símbolo de densidade é a letra do alfabeto grego ρ (pronuncia-se rô), sendo sua unidade expressa no Sistema Internacional-SI em kg/m³ (quilograma por metro cúbico). Cabe destacar também que a densidade é uma propriedade específica de cada material, isto é, não existem elementos distintos com densidades iguais.

Para que serve densidade?

A densidade de um objeto é tomada como parâmetro essencialmente durante a etapa de seleção/descrição de materiais de qualquer projeto, seja ele mecânico, físico ou químico. Exemplificando, para construir um navio, especificar um fluido corrosivo ou até mesmo para escolher o tipo de aço para uma obra, é fundamental saber com precisão a densidade do material.

É a partir dessa análise que se conclui qual será o peso da estrutura/líquido em questão, se ele afundará ou flutuará na água, se conseguirá impedir a passagem de radioatividade, dentre outros aspectos importantes.

Como citado acima, a densidade é uma propriedade única de cada material, portanto, esse parâmetro também é utilizado para identificar elementos “desconhecidos” até então, uma vez que se compara os seus valores de densidade com os já tabelados pela ciência.

Qual a fórmula para calcular densidade?

É muito simples calcular a densidade de um material: basta dividir a massa pelo seu volume. Portanto, a fórmula da densidade é d = m/v.

Qual a diferença entre densidade absoluta e densidade relativa?

Densidade absoluta nada mais é do que a aplicação simples da fórmula já conhecida, e a densidade relativa se refere à densidade de um material quando comparada com alguma outra densidade dada como padrão (geralmente usa-se a densidade da água como referência).

Exemplo prático

A densidade absoluta do álcool é de 789 kg/m³ e a da água pura é de 1000 kg/m³. Tomando o valor da água como referência, podemos afirmar que a densidade relativa do álcool é de 0,789 kg/m³, isto é, basta dividir a densidade absoluta do álcool pela densidade padrão da água.

Quais são as densidades dos elementos mais conhecidos?

Existem alguns materiais/elementos químicos que comumente aparecem em vestibulares em exemplos nos quais os valores de suas densidades são explorados a partir de experimentos.

Densidade do ar

A densidade do ar varia de acordo com a temperatura, pressão e nível de poluição atmosférica. Porém, sob condições normais (considerando 1 atm e 23° C), a densidade do ar é de aproximadamente 1,225 kg/m³.

Densidade da água

Sem dúvidas, é o elemento químico cuja densidade é a mais utilizada, tanto para práticas laboratoriais, quanto para servir de parâmetro no cálculo da densidade relativa de outros materiais. Como já citado, a densidade da água é de 1000 kg/m³.

Densidade do óleo de cozinha

É comum realizar o experimento de tentar misturar óleo de cozinha com a água. Além de ser impossível (já que se trata de uma mistura heterogênea), nota-se também que o óleo sempre ficará acima da água, ou seja, a densidade do óleo é menor que a da água, próxima de 891 kg/m³.

Densidade da gasolina

A densidade da gasolina é muito utilizada para saber a sua qualidade, isto é, gasolina adulterada (com nível de solventes acima do permitido) não tem a mesma densidade que a gasolina comum, que está na faixa de 720 a 750 kg/m³.

Densidade do alumínio

Já o alumínio é um objeto que afunda na água, pois, a sua densidade está acima da densidade da água, alcançando o valor de 2700 kg/m³.

Densidade da glicerina

Muito comum com experimentos envolvendo vidro (quando o vidro é afundado na glicerina tem-se a impressão de que ele foi dissolvido, devido aos parecidos valores de índices de refração) a glicerina tem densidade de aproximadamente 1260 kg/m³.

Elemento mais denso da tabela periódica

O elemento mais denso da tabela periódica é o Ósmio, cuja densidade alcança o incrível valor de 22.610 kg/m³.

Elemento menos denso do mundo

O Hidrogênio é a substância química menos densa presente na tabela periódica, com o valor próximo de 0,0899 kg/m³.

Como esse tema aparece nas provas?

Esse tema pode ser explorado em vestibulares envolvendo também a conversão de unidades de medida, como demonstrado nos exercícios de densidade abaixo:

1) Qual a densidade em g/cm³ de uma solução de volume igual a 5 L e massa de 4000 g?

Resolução

Sabendo que d = m/v, e que 5 litros equivalem a 5000 cm³, temos:

d = m/v

d = 4000 g/ 5000 cm³

d = 0,8 g/cm³ ou 800 kg/m³.

2) Se um corpo tem a massa de 20 g e densidade de 4000 kg/m³, quanto vale seu volume em cm³?

Resolução

Como 4000 kg/m³ = 4 g/cm³, temos:

d = m/v

v = m/d

v = 20 g/ (4 g/cm³)

v = 5 cm³.

O que é densidade demográfica?

Para entender o que é densidade demográfica, é preciso analisar conceitos de geografia humana. Conhecido também como densidade populacional ou população relativa, a densidade demográfica é a divisão entre o número de habitantes (pessoas ou quaisquer outros seres vivos) pela área da região em questão.

Exemplificando: uma cidade com 10.000 moradores e que tem uma área de 50 km², apresenta a densidade demográfica de 200 habitantes por quilômetro quadrado.

Sendo assim, é fácil perceber o quão importante o conceito de densidade é para quem prestará vestibular, já que é um assunto interdisciplinar e bastante cobrado. Vale destacar também a relevância de estudar conversão de unidades, uma vez que grande parte dos exercícios envolvendo cálculo de densidade exigem também raciocínio com mudanças de unidades.

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