La densidad: Concepto, fórmula y ejercicios resueltos

La densidad se define como la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. De ella, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:

• Esta propiedad permite identificar una sustancia, por cuanto es una propiedad específica. En consecuencia, la de los elementos químicos se encuentra en la tabla periódica y la de los compuestos se halla en diversos libros de texto.
• En textos de física, se representa con la letra griega  ρ (rho).
• Cuando decimos que un cuerpo es denso, queremos decir que un volumen pequeño tiene una masa grande. También se usa el concepto para comparar sustancias. Por ejemplo, cuando decimos que el plomo (Pb) es más denso que el agua, significa que, considerando volúmenes iguales de las dos sustancias, el plomo tendrá mayor masa que el agua.
• Según el sistema internacional (SI), sus unidades son Kg/m³, aunque, en química, es común medirla en gr/cm³.
• En sólidos y líquidos, se mide a 20℃ y en gases a 0℃ y una atmósfera de presión (condiciones estándar). Se mide bajo estas condiciones, porque tanto la temperatura como la presión atmosférica, pueden influir en el volumen de un cuerpo.

Se dice que este concepto se le debe a Arquímedes

Ejercicios de densidad:

Ejemplo 1. Cálculo de la densidad

Se calcula aplicando la fórmula:

Donde d es la densidad, m es la masa y v es el volumen. El resultado se halla dividiendo la masa entre el volumen.

Calcular la densidad de una varilla de hierro cuyo volumen es 5 cm³, si su masa es de 39.3 gramos.

Respuesta: La densidad de la varilla de hierro es de 7.86 gramos por centímetro cúbico.

Ejemplo 2. Cálculo del volumen

El volumen se calcula aplicando la fórmula:

El volumen se halla dividiendo la masa entre la densidad.

Calcular el volumen de un objeto de plata, cuya masa es de 152 gr.

Según la tabla 1 (o la tabla periódica), la densidad de la plata es 10.5gr/cm³.

Respuesta: el volumen del objeto es 14.47 centímetros cúbicos.

Ejemplo 3. Cálculo de la masa

La masa se calcula aplicando la fórmula:

m = v × d

La masa se halla multiplicando el volumen por la densidad.

Calcular la masa de 500 cm³ de azufre.

La densidad del azufre es 2.07gr/cm³. (ver tabla 1) (o la tabla periódica)

500cm³ × 2,07gr/cm³ = 1035gr

Respuesta: la masa, de 500 centímetros cúbicos de azufre, es 1035 gramos.

Taller de lectura

1. ¿Qué es densidad?
2. ¿Por qué se dice que la densidad es una propiedad específica?
3. ¿Para qué se utiliza la letra griega  ρ (rho)?
4. ¿Qué se quiere decir, cuando se dice que un cuerpo es denso?
5. ¿Qué significa que un cuerpo sea más denso que otro?
6. ¿Cuáles son las unidades de la densidad en el sistema internacional y cuáles unidades se usan en química?
7. ¿Bajo qué condiciones se mide la densidad de las diferentes sustancias?
8. ¿Por que la densidad se mide bajo condiciones normales de presión y temperatura?
9. ¿Dónde puede encontrarse información acerca de la densidad de los elementos químicos y de los compuestos?
10. Copie la tabla 1.
11. Copie la tabla 2.
12. Escriba los ejemplos 1, 2, y 3 con la respectiva solución.
13. De acuerdo con el ejemplo 1, desarrolle los siguientes ejercicios:
    1. Calcule la densidad de un objeto cuyo volumen es de 3 cm³ y su masa es de 2.5 gr.
    2. Calcule la densidad de un anillo de oro de 25 gr de masa y 1.295 cm³ de volumen.
14. De acuerdo con el ejemplo 2, desarrolle los siguientes ejercicios:
    1. Calcule el volumen de una lámina de magnesio, cuya masa es de 365 gr.
    2. Calcule el volumen de 250 gr de alcohol etílico.
15. De acuerdo con el ejemplo 3, desarrolle los siguientes ejercicios:
    1. Calcule la masa de 750 cm³ de calcio.
    2. Calcule la masa de 2386 cm³ de glucosa.