A massa volúmica ou massa volumétrica, define-se como a propriedade da matéria correspondente à massa contida por unidade de volume, ou seja, a proporção existente entre a massa de um corpo e seu volume. Desta forma pode-se dizer que a massa volúmica mede o grau de concentração de massa em determinado volume.
Densidade é a relação entre a massa volúmica da matéria em causa e a massa volúmica de matéria de referência (a água é geralmente tomada como referência). É uma grandeza adimensional, devido ao quociente. Quando se diz que um corpo tem uma densidade de 5, quer dizer que tem uma massa volúmica 5 vezes superior à da água (no caso dos sólidos e líquidos).
As designações de densidade absoluta e densidade relativa, por vezes utilizados na língua portuguesa como sinónimos de massa volúmica, devem ser evitadas, devido à confusão e ambiguidade que podem originar. Na língua inglesa, o nome "density" designa massa volúmica, pelo que não deve ser traduzido para "densidade".
A densidade da água à pressão normal e à temperatura de 25 ºC, é de 1,00 g/cm³, e a 4 ºC, onde se atinge sua densidade máxima, é de 1,03 g/cm³.
O gelo ou, água no estado sólido, possui uma massa volúmica inferior àquela apresentada pela água em seu estado líquido (0,97 g/cm³), propriedade rara nos líquidos, que se explica pela polaridade da molécula da água e pelo aumento da distância média entre partículas.
Para definir a densidade nos gases utiliza-se como massa volúmica de referência o ar, que nas condições normais de temperatura e pressão (PTN) (temperatura de 0 °C e pressão atmosférica 101 325 Pa) corresponde a 1,2928 kg/m3.
Quando se aumenta a temperatura de um determinado fragmento de matéria, tem-se um aumento do volume fixo desta, pois haverá a dilatação ocasionada pela separação dos átomos e moléculas. Ao contrário, ao se diminuir a temperatura, tem-se uma diminuição deste volume fixo. A quantidade de massa existente num dado volume é chamada de massa volúmica.
Quando a matéria se expande, sua massa volúmica diminui e quando a matéria se contrai, sua massa volúmica aumenta. Com este conceito tem-se uma unidade de medida, que pode ser dada em gramas (g) por centímetros cúbicos(cm3).
Por convenção:
1 centímetro cúbico de água, tem a massa de um grama, ou 1g/cm3.
No caso dos gases, sua massa volúmica difere dos líquidos, e, por conseqüência dos sólidos. Nos gases, suas moléculas estão separadas devido à temperatura que está acima da temperatura de ebulição do líquido correspondente. Microscopicamente, isto corresponde dizer que nos gases a atração entre as moléculas e/ou átomos que os compõem não são suficientemente intensas frente à energia cinética desses mesmos constituintes para mantê-los próximos. Nos líquidos e nos sólidos, contudo, as moléculas e átomos estão muitíssimo próximas.
Tomando-se como exemplo hidrogênio gasoso, comparado à água, nas condições normais de temperatura e pressão, tem-se uma massa volúmica de 9 × 10-5 g/cm3, e a água é 11000 vezes mais densa que o elemento. No espaço sideral, tem-se uma massa volúmica média aproximada de um átomo de hidrogênio por centímetro cúbico, ou 17 x 10-25 g/cm³.
A massa volúmica depende da massa dos átomos ou moléculas individuais e do volume efetivo ocupado pelas mesmas, seja no sólido, no líquido ou no gás. Se uma dada substância, em qualquer estado físico, apresenta massa molecular cinco vezes maior que outra nas mesmas condições de temperatura, pressão e outras coordenadas, a massa volúmica da primeira será cinco vezes maior que a da segunda.
A unidade mais conhecida é gramas por mililitro (g/mL, embora a densidade padrão pelo Sistema Internacional de Unidades (SI) seja o quilograma por metro cúbico (kg/m3).
A densidade não é mais do que uma divisão da massa da substância em questão pelo volume da mesma.
Pode-se descobrir a densidade da água com o sal, açúcar, madeira, isopor, ferro, alumínio, chumbo, dividindo a massa pelo volume de cada elemento.
Densidade é a relação entre a massa volúmica da matéria em causa e a massa volúmica de matéria de referência (a água é geralmente tomada como referência). É uma grandeza adimensional, devido ao quociente. Quando se diz que um corpo tem uma densidade de 5, quer dizer que tem uma massa volúmica 5 vezes superior à da água (no caso dos sólidos e líquidos).
As designações de densidade absoluta e densidade relativa, por vezes utilizados na língua portuguesa como sinónimos de massa volúmica, devem ser evitadas, devido à confusão e ambiguidade que podem originar. Na língua inglesa, o nome "density" designa massa volúmica, pelo que não deve ser traduzido para "densidade".
A densidade da água à pressão normal e à temperatura de 25 ºC, é de 1,00 g/cm³, e a 4 ºC, onde se atinge sua densidade máxima, é de 1,03 g/cm³.
O gelo ou, água no estado sólido, possui uma massa volúmica inferior àquela apresentada pela água em seu estado líquido (0,97 g/cm³), propriedade rara nos líquidos, que se explica pela polaridade da molécula da água e pelo aumento da distância média entre partículas.
Para definir a densidade nos gases utiliza-se como massa volúmica de referência o ar, que nas condições normais de temperatura e pressão (PTN) (temperatura de 0 °C e pressão atmosférica 101 325 Pa) corresponde a 1,2928 kg/m3.
Quando se aumenta a temperatura de um determinado fragmento de matéria, tem-se um aumento do volume fixo desta, pois haverá a dilatação ocasionada pela separação dos átomos e moléculas. Ao contrário, ao se diminuir a temperatura, tem-se uma diminuição deste volume fixo. A quantidade de massa existente num dado volume é chamada de massa volúmica.
Quando a matéria se expande, sua massa volúmica diminui e quando a matéria se contrai, sua massa volúmica aumenta. Com este conceito tem-se uma unidade de medida, que pode ser dada em gramas (g) por centímetros cúbicos(cm3).
Por convenção:
1 centímetro cúbico de água, tem a massa de um grama, ou 1g/cm3.
No caso dos gases, sua massa volúmica difere dos líquidos, e, por conseqüência dos sólidos. Nos gases, suas moléculas estão separadas devido à temperatura que está acima da temperatura de ebulição do líquido correspondente. Microscopicamente, isto corresponde dizer que nos gases a atração entre as moléculas e/ou átomos que os compõem não são suficientemente intensas frente à energia cinética desses mesmos constituintes para mantê-los próximos. Nos líquidos e nos sólidos, contudo, as moléculas e átomos estão muitíssimo próximas.
Tomando-se como exemplo hidrogênio gasoso, comparado à água, nas condições normais de temperatura e pressão, tem-se uma massa volúmica de 9 × 10-5 g/cm3, e a água é 11000 vezes mais densa que o elemento. No espaço sideral, tem-se uma massa volúmica média aproximada de um átomo de hidrogênio por centímetro cúbico, ou 17 x 10-25 g/cm³.
A massa volúmica depende da massa dos átomos ou moléculas individuais e do volume efetivo ocupado pelas mesmas, seja no sólido, no líquido ou no gás. Se uma dada substância, em qualquer estado físico, apresenta massa molecular cinco vezes maior que outra nas mesmas condições de temperatura, pressão e outras coordenadas, a massa volúmica da primeira será cinco vezes maior que a da segunda.
A unidade mais conhecida é gramas por mililitro (g/mL, embora a densidade padrão pelo Sistema Internacional de Unidades (SI) seja o quilograma por metro cúbico (kg/m3).
A densidade não é mais do que uma divisão da massa da substância em questão pelo volume da mesma.
Pode-se descobrir a densidade da água com o sal, açúcar, madeira, isopor, ferro, alumínio, chumbo, dividindo a massa pelo volume de cada elemento.
A densidade nos informa se a substância de que é feito um corpo é mais, ou menos compacta: os corpos que possuem muita massa em pequeno volume, como os de ouro e de platina, apresentam grande densidade. Corpos que possuem pequena massa em grande volume, como os de isopor, cortiça e os gasosos em geral, apresentam pequena densidade.Se colocarmos em uma balança um litro de sangue e depois um litro de água, eles apresentarão a mesma massa? Se fizermos a experiência iremos verificar que há mais massa em um litro de sangue do que em um litro de água. Isso significa que a matéria está mais concentrada no sangue do que na água, tanto que, em um litro, cabe mais sangue do que água. Embora o volume do sangue e de água seja o mesmo, a densidade do sangue é maior que a da água.Por definição, a densidade de um corpo é o quociente de sua massa pelo volume delimitado por sua superfície externa.
O que ‘pesa’ mais: um quilograma de chumbo ou de penas de galinha? A pergunta refere-se a uma pegadinha popular. Tanto o chumbo como as penas têm o mesmo peso ou, cientificamente falando, a mesma massa.
Então, por que será que esta pegadinha engana ainda muita gente? Para esclarecer a dúvida é preciso entender bem o conceito de densidade.
O que ‘pesa’ mais: um quilograma de chumbo ou de penas de galinha? A pergunta refere-se a uma pegadinha popular. Tanto o chumbo como as penas têm o mesmo peso ou, cientificamente falando, a mesma massa.
Então, por que será que esta pegadinha engana ainda muita gente? Para esclarecer a dúvida é preciso entender bem o conceito de densidade.
A densidade é a razão da massa pelo volume de um corpo. Trata-se de uma propriedade física que permite a identificação de uma substância ou material.
Tanto a massa como o volume são duas grandezas extensivas. Isto significa que seu valor depende do tamanho do corpo. Por exemplo, um litro de água irá ter a massa e o volume bem menores que toda a água de uma piscina olímpica. Contudo, a razão entre estas duas propriedades extensivas, massa e volume, resulta em uma propriedade intensiva, ou seja, que independe do tamanho da amostra. Considerando o mesmo exemplo da água, tanto a presente em um litro como a da piscina, nas mesmas condições de temperatura, terão densidades equivalentes.
A unidade da densidade é composta por uma unidade de massa dividida por uma de volume. Assim, podemos representá-la, por exemplo, por g/cm³ (leia-se: grama por centímetro cúbico), g/L (leia-se: grama por litro), kg/L (leia-se: quilograma por litro), etc.
A densidade de um corpo depende de vários fatores. O primeiro, e o mais importante, é de qual ou quais elementos o corpo é constituído. Dos elementos conhecidos na tabela periódica, o ósmio é o mais denso, com um valor de 22,6 g/cm³ (leia-se: vinte e dois virgula seis gramas por centímetro cúbico). Já o menos denso é o hidrogênio, o qual possui valor igual a 0,08 g/cm³ (leia-se: zero vírgulazero oito grama por centímetro cúbico).
Na Tabela periódica dos elementos, a densidade cresce nas famílias de cima para baixo.Já nos períodos ela cresce das extremidades para o centro da tabela.
Outro fator que afeta a densidade é a temperatura. Um aquecimento, por exemplo, provoca, na maioria dos materiais, um aumento de volume e isto interfere no valor da densidade. Para os gases, além da temperatura, consideramos também influência da pressão.
Mudanças de estado físico também provocam alterações no valor de densidade de uma substância. A água, por exemplo, no estado líquido, a uma temperatura de 4 °C (leia-se quatro graus Celsius) tem densidade de aproximadamente 1 g/cm³ (leia-se: um grama por centímetro cúbico).
Já no estado sólido, abaixo da temperatura de congelamento, ela assume densidade de aproximadamente 0,92 g/cm³ (leia-se: zero vírgula noventa e dois grama por centímetro cúbico). Isto permite, por exemplo, que o gelo flutue na água. O mesmo não acontece com a parafina, que no estado sólido é mais densa que em seu estado líquido.
Você pode fazer um experimento em sua própria casa que te ajudará a entender este conceito tão importante para os vestibulares e para a sua vida: a relação da densidade com a flutuação. Pegue um copo, de preferência transparente, e coloque água até preencher sua metade.
Então, coloque uma rolha de cortiça e um pedaço de chumbo, de tamanhos semelhantes, no copo. Após isto, você observará que a rolha flutua, enquanto o pedaço de chumbo afunda. Isto acontece porque a cortiça é menos densa que a água e, então, flutua. Já o chumbo, mais denso, permanece no fundo do copo.
No mar morto, por exemplo, ao contrário da maioria das águas do mundo, nós podemos boiar sem esforço. Isto é possível devido à concentração de sal na água, cerca de 10 vezes mais do que normalmente se encontra nas águas salgadas dos oceanos.
Imagine-se na seguinte situação. Você é desafiado a determinar do que é feito um parafuso. Sabe-se, de antemão, que ele é feito de apenas um tipo de metal. Você dispõe de um balança, uma calculadora, uma tabela de densidade de metais e uma proveta de 100 mL (leia-se: cem mililitros), que nada mais é que um cilindro de vidro com graduação de volume. O que você faria para responder ao desafio?
Como vimos, uma das formas de identificar um tipo de substância é por meio da densidade. Para se ter a densidade, precisamos da massa e do volume do corpo a ser analisado.
Com a balança, obtemos a massa do parafuso. Recomenda-se um com massa superior a cem gramas. Mas e o volume? Basta adicionar água à proveta até a metade de sua capacidade. Observa-se o nível de água e o respectivo volume. Coloca-se o parafuso e se observa a diferença que a adição causa no volume. A diferença entre o volume inicial e final será o volume do parafuso.
Tendo-se a massa e o volume do parafuso, obtém-se a densidade e, com ela, procura-se na tabela de densidades de metais e associase ao valor mais próximo. Digamos que a massa do parafuso seja 157,5 g e que o volume do parafuso seja de 20 mL. Calculandose a razão entre a massa e o volume, teríamos a densidade de 7,87 g/mL, a qual corresponde ao metal ferro.
Tanto a massa como o volume são duas grandezas extensivas. Isto significa que seu valor depende do tamanho do corpo. Por exemplo, um litro de água irá ter a massa e o volume bem menores que toda a água de uma piscina olímpica. Contudo, a razão entre estas duas propriedades extensivas, massa e volume, resulta em uma propriedade intensiva, ou seja, que independe do tamanho da amostra. Considerando o mesmo exemplo da água, tanto a presente em um litro como a da piscina, nas mesmas condições de temperatura, terão densidades equivalentes.
A unidade da densidade é composta por uma unidade de massa dividida por uma de volume. Assim, podemos representá-la, por exemplo, por g/cm³ (leia-se: grama por centímetro cúbico), g/L (leia-se: grama por litro), kg/L (leia-se: quilograma por litro), etc.
A densidade de um corpo depende de vários fatores. O primeiro, e o mais importante, é de qual ou quais elementos o corpo é constituído. Dos elementos conhecidos na tabela periódica, o ósmio é o mais denso, com um valor de 22,6 g/cm³ (leia-se: vinte e dois virgula seis gramas por centímetro cúbico). Já o menos denso é o hidrogênio, o qual possui valor igual a 0,08 g/cm³ (leia-se: zero vírgulazero oito grama por centímetro cúbico).
Na Tabela periódica dos elementos, a densidade cresce nas famílias de cima para baixo.Já nos períodos ela cresce das extremidades para o centro da tabela.
Outro fator que afeta a densidade é a temperatura. Um aquecimento, por exemplo, provoca, na maioria dos materiais, um aumento de volume e isto interfere no valor da densidade. Para os gases, além da temperatura, consideramos também influência da pressão.
Mudanças de estado físico também provocam alterações no valor de densidade de uma substância. A água, por exemplo, no estado líquido, a uma temperatura de 4 °C (leia-se quatro graus Celsius) tem densidade de aproximadamente 1 g/cm³ (leia-se: um grama por centímetro cúbico).
Já no estado sólido, abaixo da temperatura de congelamento, ela assume densidade de aproximadamente 0,92 g/cm³ (leia-se: zero vírgula noventa e dois grama por centímetro cúbico). Isto permite, por exemplo, que o gelo flutue na água. O mesmo não acontece com a parafina, que no estado sólido é mais densa que em seu estado líquido.
Você pode fazer um experimento em sua própria casa que te ajudará a entender este conceito tão importante para os vestibulares e para a sua vida: a relação da densidade com a flutuação. Pegue um copo, de preferência transparente, e coloque água até preencher sua metade.
Então, coloque uma rolha de cortiça e um pedaço de chumbo, de tamanhos semelhantes, no copo. Após isto, você observará que a rolha flutua, enquanto o pedaço de chumbo afunda. Isto acontece porque a cortiça é menos densa que a água e, então, flutua. Já o chumbo, mais denso, permanece no fundo do copo.
No mar morto, por exemplo, ao contrário da maioria das águas do mundo, nós podemos boiar sem esforço. Isto é possível devido à concentração de sal na água, cerca de 10 vezes mais do que normalmente se encontra nas águas salgadas dos oceanos.
Imagine-se na seguinte situação. Você é desafiado a determinar do que é feito um parafuso. Sabe-se, de antemão, que ele é feito de apenas um tipo de metal. Você dispõe de um balança, uma calculadora, uma tabela de densidade de metais e uma proveta de 100 mL (leia-se: cem mililitros), que nada mais é que um cilindro de vidro com graduação de volume. O que você faria para responder ao desafio?
Como vimos, uma das formas de identificar um tipo de substância é por meio da densidade. Para se ter a densidade, precisamos da massa e do volume do corpo a ser analisado.
Com a balança, obtemos a massa do parafuso. Recomenda-se um com massa superior a cem gramas. Mas e o volume? Basta adicionar água à proveta até a metade de sua capacidade. Observa-se o nível de água e o respectivo volume. Coloca-se o parafuso e se observa a diferença que a adição causa no volume. A diferença entre o volume inicial e final será o volume do parafuso.
Tendo-se a massa e o volume do parafuso, obtém-se a densidade e, com ela, procura-se na tabela de densidades de metais e associase ao valor mais próximo. Digamos que a massa do parafuso seja 157,5 g e que o volume do parafuso seja de 20 mL. Calculandose a razão entre a massa e o volume, teríamos a densidade de 7,87 g/mL, a qual corresponde ao metal ferro.
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