Como medir a densidade de sólidos?

Perguntado por: ldamasio7 . Última atualização: 1 de junho de 2023
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Uma das técnicas utilizadas para medir a densidade de sólidos é o método do picnômetro. Um picnômetro consiste, basicamente, num balão de vidro com fundo chato, equipado com uma rolha também de vidro, através da qual passa um canal capilar, conforme ilustrado na Figura 1.

A densidade pode ser calculada dividindo-se a massa do objeto pelo seu volume. A densidade também ajuda a indicar se um corpo afundará ou flutuará em um outro fluido, pois ela possui relação com a força peso. Quanto mais denso for o corpo, maior a força peso e, assim, mais ao fundo ele se coloca no sistema.

A densidade é a relação da massa de matéria em um determinado volume. Trata-se de uma propriedade específica que considera a razão entre a massa (m) e o volume (v) de um material. Onde, d = densidade.

O volume de um sólido é medido em unidades cúbicas, como metros cúbicos, centímetros cúbicos, entre outras.

É possível determinar o volume de um sólido se este apresentar forma geométrica definida: é só medir suas dimensões e multiplicar.

Portanto, os elementos mais densos são metais: o ósmio (22,6 g/cm3) e o irídio (22,5 g/cm3).

Densidade do gelo
Em temperatura de 0° C, o estado sólido da água apresenta densidade de 0,92 g/cm³; menor do que na forma líquida.

Geralmente, quando está no estado sólido, a substância se apresenta mais densa que no estado líquido. No entanto, é exatamente o contrário o que acontece com a água. Quando líquida e em temperatura ambiente (cerca de 20ºC), a sua densidade é aproximadamente igual a 0,99 g/cm3.

A densidade é uma propriedade física que associa a massa de um material ao volume que ele ocupa. Ela pode ser usada para caracterizar diferentes materiais. Em razão da alta quantidade de sal na água do mar Morto, as pessoas conseguem flutuar sem esforço.

Como fazer o cálculo de densidade do produto
Para fazer esse cálculo, é utilizado um aparelho chamado densímetro ou picnômetro. Dependendo do produto aferido, esse aparelho pode ser de vidro (para líquidos) ou metal (para produtos pastosos). Também existem densímetros digitais que facilitam essa análise.

No SI (Sistema Internacional de Unidades), a unidade de densidade é o quilograma por metro cúbico (kg/m3). No entanto, os mais utilizados são g/cm3 e o g/mL, lembrando que 1 cm3 equivale a 1 mL. A densidade pode ser expressa para uma substância ou para uma mistura de substâncias.

O cálculo do volume é sempre dado pela multiplicação da altura (h), vezes a largura (L), vezes o comprimento (C). Já o volume de um paralelepípedo é calculado pela medida do comprimento, vezes a medida da largura, vezes a medida da altura. Ou: V = B x L x h.

Por meio dela, é possível determinar propriedades da matéria, como o raio atômico dos metais, além de poder ser utilizada no controle de qualidade de diversas substâncias. A densidade também é muito utilizada para determinar se um objeto flutuará em outro ou não.

Cuidado: Matematicamente, densidade e concentração têm fórmulas semelhantes - d=m/V e C=m/V, mas não são a mesma coisa: o m na fórmula da densidade é a massa total da amostra enquanto que na concentração é a massa apenas do soluto.

Para determinar a densidade de sólidos irregulares, tem que se descobrir o volume do material por meio do Princípio de Arquimedes. No texto Densidade, foi mostrado que essa grandeza é a relação entre a massa de um material e o volume por ele ocupado (densidade = massa/volume).

Podemos ter muitas definições para a palavra volume, mas para a Matemática é o espaço ocupado por um corpo. Todo sólido geométrico possui volume e ocupa espaço. A unidade usual de volume é metros cúbicos (m³).

As unidades mais utilizadas para o trabalho com a massa de uma matéria são:

  • Tonelada (t);
  • Quilograma (kg) [unidade-padrão de massa segundo o SI];
  • Grama (g);
  • Miligrama (mg).