¿Cuáles son los factores que afectan la densidad?

En general, la densidad de una sustancia varía cuando cambia la presión o la temperatura, y en los cambios de estado.

Matemáticamente, la densidad se calcula como la masa de una sustancia por el volumen que ocupa. El símbolo griego "ρ" normalmente se utiliza para denotar la densidad en las ciencias físicas. Para obtener la densidad de una sustancia, su masa y volumen se determinan por la medida.

Definición: Es la relación entre el peso (masa) de una sustancia y el volumen que ocupa (esa misma sustancia). Entre las unidades de masa más comúnmente utilizadas están kg/m³ o g/cm³ para los sólidos, y kg/l o g/ml para los líquidos y los gases.

Los sólidos tienen densidades altas, un poco mayores a los líquidos, mientras que los gases tienen densidades muy bajas. Como ejemplo, el plomo (Pb, un metal muy denso) tiene una densidad de 11.340 g/mL, mientras que el agua tiene una densidad de 1 g/mL.

La densidad es una propiedad básica de cualquier líquido, y se define como su masa por unidad de volumen 1. Las unidades más comunes de la densidad son g/ml y kg/m3. En el caso concreto del agua, su densidad es 1g/ml o bien 1000 kg/m32.

Sin embargo, en el caso de los gases, se necesita indicar las condiciones de presión y temperatura, ya que estos factores afectan el volumen de los mismos y por ende su densidad. Los gases son fluidos compresibles, es decir, pueden cambiar su volumen de acuerdo a condiciones de presión y temperatura.

Normalmente, los objetos se expanden ligeramente al calentarse y se contraen al enfriarse. Esto provoca cambios en el su volumen (el espacio que ocupan) y, por tanto, hace cambiar su densidad.

La densidad es una relación entre la masa y el volumen de una sustancia. Es decir, la cantidad de masa que tiene una sustancia en relación al espacio que ocupa. La densidad de una sustancia es una propiedad, por ende, no se modifica, ni siquiera con las cantidades.

En general, la densidad de una sustancia varía cuando cambia la presión o la temperatura, y en los cambios de estado.

a) Temperatura

La vibración aumenta con una temperatura más alta, lo que separa más los átomos y, por lo tanto, reduce el valor de densidad. Por tanto, cuanto mayor sea la temperatura, mayor será el volumen y menor la densidad. Si la temperatura desciende, el volumen es menor y la densidad aumenta.

La densidad mide qué tan comprimidas están las moléculas en un espacio. Entre más juntas estén las moléculas, mayor es la densidad. Debido a que el aire es un gas, las moléculas pueden estar muy comprimidas o dispersas. La densidad del aire varía de un sitio a otro y depende de varios factores.

La medición de la densidad (el cociente de masa por volumen) se remonta a Arquímedes (287-212 a.C., en Sicilia) y el principio de Arquímedes. Las mediciones precisas son posibles gracias a Abu Raihan Biruni (973-1048, Afganistán), quien diseñó el primer picnómetro de vidrio.

La diferencia entre la estructura de los gases, líquidos y sólidos se puede entender fácilmente si se comparan las densidades de las sustancias. En el caso de líquidos, su densidad es 800 veces más grande que la de los gases.

Se define como la división entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. Si medimos la masa en kilogramos (kg) y el volumen en metros cúbicos (m3), como la densidad es el cociente entre masa y volumen, se medirá en kilogramos por metro cúbico (kg/m3).

Por ejemplo, el aceite es menos denso que el agua, y por eso flota, aunque a temperatura ambiente (sobre todo en invierno) fluya más lentamente: es más viscoso.

La densidad del agua es mayor que la densidad del aceite, lo cual provoca que el aceite flote en el agua. Recuperando el concepto de la polaridad de los líquidos, cuando dos sustancias son polares, pueden diluirse la una en la otra y dar lugar a una mezcla homogénea.

La densidad del agua en gramos es de en torno a 1.000 kg/m³. Sin embargo, hay que tener en cuenta otros factores como la temperatura (sería de unos 998 kg/m³ a 20ºC, o 0,998 g/cm³), la presión (se suele considerar 1 atmósfera) y la salinidad (en este caso hablamos de agua destilada).

El aire caliente asciende porque es menos denso y pesa menos que el frío, el frio todo lo contrario, es más denso y por lo tanto pesa más, por eso desciende.

En otras palabras, la densidad aumenta ya sea con el incremento de la masa o con la disminución del volumen.

Las densidades de los gases son mucho menores que las de los líquidos y los sólidos porque los átomos de los gases están separados por grandes cantidades de espacio vacío.

(Si está interesado en aprender a calcular la densidad de cada líquido, consulte las extensiones STEAM a continuación). Aquí hay una lista de líquidos y sus densidades aproximadas. Como puede ver, la miel es nuestro líquido de mayor densidad y el aceite de bebé es el más bajo.

Sin embargo, la densidad no es un valor constante, depende de la temperatura. En general, la densidad de una sustancia disminuye si la temperatura aumenta y viceversa. Según esto, el estado sólido de una sustancia tiene mayor densidad que su estado líquido y este que su estado gaseoso.

La densidad de un objeto se obtiene haciendo la división de su masa entre el volumen que ocupa.

¿Cómo calcular la densidad de un gas? La densidad de un gas es la relación de la masa y el volumen que ocupa una sustancia. Como el volumen de un gas es mayor que la de un líquido, la densidad es menor. La densidad, ρ, de un gas ideal es ρ = m a s a V en g/L.

Ejemplos de densidad

El material sólido menos denso del mundo es un aerogel, que pesa 0,0011 gramos por centimetro cúbico. Habitualmente pesan un poco más,unos 0.02 gramos. Esto quiere decir que una reproducción del David de Miguel Ángel pesaría unos 2 kilos (frente alos 5.572 que pesa la estatua original).

Cambios de estado.

Que una sustancia se presente en un estado de agregación u otro depende de la presión y de la temperatura, ya que si aumenta la presión dismuye la distancia entre partículas, y si aumenta la temperatura aumenta su agitación (agitación térmica), y por tanto su movilidad.