La densidad
¿Qué es y cómo se calcula la densidad?
Definición de densidad
La densidad es una propiedad específica de la materia que tiene mucha importancia. Se puede calcular a partir de la ecuación:
\[\color{darkgreen}{\rho = \frac{m}{V}}\]
La unidad en el Sistema Internacional para la densidad es kg/m3 o (kg·m-3). También es común encontrar la densidad expresada en g/mL o en kg/L.
Las sustancias menos densas flotan sobre las sustancias más densas. No debes olvidar esta idea cuando nos refiramos a la densidad.
Cálculo de la densidad
En el siguiente vídeo puedes ver cómo se resuelve un ejercicio en el que hay que calcular la densidad del aceite de oliva. Es importante que lo veas con atención y anotes en tu libreta las indicaciones que creas importantes para poder entender el procedimiento seguido:
Aquí tienes dos ejercicios que puedes usar para ensayar y ver si has entendido qué es la densidad, cómo aplicar su fórmula para calcularla y cómo interpretar ese resultado.
Primer ejercicio
La masa de un objeto sólido es 350 g y su volumen es 225 cm3. Calcula su densidad y exprésala en g/cm3, en kg/m3 y en kg/L.
Segundo ejercicio
Sabiendo que la densidad del agua es 1 kg/L. Decide si flotará o no sobre el agua un objeto sólido que tiene una masa de 300 g y ocupa un volumen de 320 mL.
La densidad es 1.56 g/cm3, 1.56·103 kg/m3 o 1.56 kg/L.
Flotará porque su densidad es 0.94 kg/L y es menor que la del agua.
Hay otros tipos de problemas de densidad
Mira cómo se resuelve este tipo de problemas
No solo se puede hacer el cálculo de la densidad de un sistema, sino que, en ocasiones, la densidad es un dato bien conocido y podemos obtener, a partir de él, la masa o el volumen del sistema material que estemos estudiando. Es necesario que trabajes este tipo de ejercicios porque serán muy comunes a medida que progreses en tus estudios. A continuación, tienes un vídeo en el que resuelvo un ejercicio de este tipo; se debe calcular el volumen de un líquido, conociendo la masa y la densidad del líquido.
Trata de practicar con los ejercicios propuestos para conseguir soltura a la hora de hacer este tipo de cálculos. Es un procedimiento esencial que te permitirá superar algunos criterios de evaluación.
Las unidades son muy importantes
Te dejo un vídeo que te puede resultar muy útil porque explico cómo trabajar con las unidades de la densidad. Recuerda que ya debes tener claro cómo hacer los cambios de unidades y que, en caso de no tenerlo claro, debes repasar ese contenido en la primera situación de aprendizaje del curso.
Ejercicios propuestos
Esta relación de ejercicios te ayudará a reforzar y ampliar tu dominio sobre el concepto de densidad y los cálculos aplicados a sistemas materiales. Lo ideal es que trates de hacer los ejercicios por tu cuenta y, una vez finalizados, vayas al enlace para ver la resolución del mismo. Recuerda que siempre puede haber distintos modos de resolver un ejercicio. Si lo has hecho de otro modo y tienes dudas, no dejes de preguntar en clase sobre ello.
Al final de la resolución de cada ejercicio, tienes la opción de descargar el archivo EDICO con el enunciado y la resolución si lo necesitas.
Primer ejercicio
¿Cuál será la masa de un trozo de mármol que ocupa un volumen de 60 cm3 si tiene una densidad de 3 g/cm3?
Resolución del primer ejercicio
Segundo ejercicio
La densidad del mercurio es 13.6 g/mL. ¿Qué volumen ocupan 25 000 g de mercurio?
Resolución del segundo ejercicio
Tercer ejercicio
Imagina que calientas un sistema por encima de las temperaturas de fusión de la plata y el mercurio. Si pones ambas sustancias en el mismo recipiente, ¿flotará la plata sobre el mercurio? Busca la información en Internet que creas de utilidad y responde a la pregunta de manera razonada.
Resolución del tercer ejercicio
Cuarto ejercicio
La densidad del etanol es de 0.79 g/mL. Calcula la masa, en libras, de 17.4 mL, sabiendo que una libra equivale a 0.45 kg. Expresa el resultado en notación científica.
Resolución del cuarto ejercicio
Quinto ejercicio
La masa de un recipiente vacío es 77.664 g. La masa del recipiente lleno de agua es 99.646 g:
a) Calcula el volumen del recipiente, usando una densidad de 1.0000 g/cm3 para el agua.
b) Si una pieza de metal se añade al recipiente vacío y la masa combinada fue 85.308 g, calcula la masa del metal.
c) El recipiente, con el metal en su interior, se llenó de agua y la masa de todo el sistema fue de 106.442 g. ¿Qué masa de agua se añadió?
d) ¿Qué volumen de agua se añadió?
e) ¿Cuál es el volumen de la pieza de metal?
f) Calcula la densidad del metal.