O conceito de densidade é importante para compreender uma série de conteúdos. Se você está se preparando para o vestibular ou para a prova do Enem, venha ao lugar certo, pois explicaremos com detalhes esse conceito. Boa leitura!

Entenda o que é Densidade

A densidade consiste na relação entre a massa de um determinado material e o volume por ele ocupado em determinadas condições de temperatura e pressão. A expressão matemática dessa grandeza é:

d = massa / volume

Logo, essa propriedade específica considera a razão existente entre a massa (m) e o volume (v) do material em questão. 

Como é feito o cálculo da densidade?

Para calcular a densidade é necessário utilizar a seguinte fórmula:

d = m / v

Nessa fórmula temos:

d = a densidade

m = a massa

v = o volume

A densidade é expressada no Sistema Internacional (SI) pela unidade de quilograma por metro cúbico (kg/m3). Porém, é comum que essa grandeza seja apresentada em grama por centímetro cúbico (g/cm3) ou ainda em grama por mililitro (g/mL). 

1 g/ cm3 = 1 g / mL = 1000 kg / m3

Fatores que afetam a densidade

A seguir apresentaremos os principais fatores que afetam a densidade.

Tipo de material

O tipo do material em questão tem grande influência sobre a densidade. Para se ter uma ideia, o ouro possui densidade de 19,3 g/cm3 e a prata possui densidade de 10,5 g/cm3.

Temperatura

A temperatura também pode levar a variação de densidade. Um excelente exemplo disso é a água. Quando se encontra em 0°C, possui densidade de 0.99987 g/cm3. O valor máximo de densidade de 1 g/cm3 é atingido quando a água chega à temperatura de 4°C.

Estado físico

Outro fator que afeta consideravelmente a densidade. Novamente tomaremos a água como exemplo. A água no estado sólido flutua se estiver em água em estado líquido, basta imaginar uma vasilha de água com pedras de gelo. A densidade da água é de 1 g/cm3, por sua vez, o gelo tem densidade de 0,92 g/cm3.

Pressão

A pressão tem grande influência nos gases. O ar seco apresenta densidade de 1,2754 kg/m3 em 0 °C e 100 kPa. Já quando as condições são de 20°C e 101,325 kPa, a densidade é reduzida para 1,2041 kg/m3. Com exemplos fica bem mais simples entender, não é mesmo? 

Densidade dos materiais

Sabemos que dois quilos de materiais, como esponja e chumbo, pesam os exatos mesmos dois quilos, certo? No entanto, é natural que em nossa mente os dois quilos de chumbo pareçam muito mais pesados do que os dois quilos de esponja. 

Isso acontece porque o chumbo, em comparação com a esponja, é mais pesado unitariamente. Mas, observe que os dois quilos de ambos são exatamente iguais. A grande diferença entre esses materiais está no volume necessário de cada um para chegar aos dois quilos.

Precisaremos de um volume bem maior de esponja do que de chumbo para chegar a esse peso, uma vez que o chumbo é mais “concentrado”, isto é, tem densidade maior em comparação com a esponja. 

Confira a seguir a densidade da água, madeira e chumbo em em g/cm3 a 25ºC. 

Água – 1,0

Madeira – 0,5

Chumbo – 11,3

A partir desse conhecimento, podemos chegar às seguintes conclusões:

– 1 cm3 de água “pesa” 1 g. 

– 1 cm3 de chumbo “pesa” 11,3 g.

– 1 cm3 de madeira “pesa” 0,5 g.

Agora fica mais claro porque temos a percepção de que o mesmo peso de determinados materiais é mais pesado do que o de outros. Densidade é um conceito essencial para compreendermos o mundo à nossa volta e saber fazer diferenciações entre materiais. 

Densidade absoluta e relativa

Ao falar simplesmente sobre densidade, estamos nos referindo à densidade absoluta (ou massa específica), ou seja, o resultado da divisão da massa sobre o volume de um material. Porém, se há uma relação comparativa entre a densidade de um material e a densidade de outro estamos falando sobre a densidade relativa (δ). Confira a fórmula a seguir: 

δ = d1 / d2

Ou seja, temos:

δ = m1 / v1   /    m2 / v2

Densidade na tabela periódica

Densidade é também uma característica pertinente dos elementos químicos. Trata-se de uma propriedade periódica a variação da densidade absoluta. Ela aumenta de cima para baixo (verticalmente) e das extremidades em direção ao centro (horizontalmente) na Tabela Periódica. 

Os elementos com maior densidade estão concentrados no centro da tabela, assim como na parte inferior. Podemos citar como exemplos:

• Ósmio (Os) cuja densidade é de 22,5 g/cm3;
• Irídio (Ir) cuja densidade é de 22,4 g/cm3. 

Entendendo a lógica da densidade na Tabela Periódica se torna mais simples localizar elementos mais densos em relação a outros. 

Viu como o conceito de densidade é importante e relativamente simples de compreender?