Densidad

Ana Zita
Ana Zita
Doctora en Bioquímica

La densidad es la cantidad de materia que hay en un determinado espacio. Se define como la cantidad de masa de una sustancia por unidad de volumen.

La densidad es una propiedad física intensiva, es decir, es una característica de las sustancias que no depende de la cantidad de la misma. Por ejemplo, si medimos la densidad de una cadena de oro será la misma que una medalla del mismo material.

Por eso, la densidad también sirve para identificar un material. Siglos atrás, el famoso científico griego Arquímedes, por ejemplo, se basó en la densidad para descubrir que la corona del rey Hierón II no era de oro puro.

También podemos usar la densidad para determinar la concentración de alcohol en el vino y la cerveza.

La densidad aumenta cuando aumenta la presión y disminuye cuando aumenta la temperatura. Por ejemplo, cuando el aire dentro de un globo se calienta, su densidad disminuye y por eso es que el globo puede flotar.

Es mayor en los sólidos que en los líquidos, y menor en los gases. Por ejemplo, el aluminio sólido tiene una densidad de 2 700 kg/m3 mientras el aceite líquido tiene una densidad de 920 kg/m3.

Sin embargo, el agua es un caso especial. El hielo o la forma sólida del agua tiene menor densidad que el agua líquida. Por eso vemos los cubitos de hielo flotando en un vaso de agua y los icebergs flotando en la superficie de mares y lagos.

densidad del agua y del hielo
El hielo flota porque es menos denso que el agua.

¿Cómo se mide la densidad?

Podemos calcular la densidad si conocemos la masa y el volumen de la sustancia o del material. Para ello, debemos aplicar la fórmula de la densidad, que es:

estilo tamaño 16px negrita d negrita igual fracción negrita masa entre negrita volumen fin estilo

Esto significa que la densidad es igual a la división de la masa entre el volumen. En algunos libros de física o de química la densidad se simboliza por la letra griega rho (ρ).

La densidad se expresa en unidades de masa/volumen, como, por ejemplo, gramos por centímetro cúbico (g/cm3) o gramos por mililitro (g/ml).

La unidad de densidad en el Sistema Internacional es kilogramo por metro cúbico (kg/m3).

Por ejemplo, si tenemos un cubo de azúcar de volumen igual a 8 cm3 y cuya masa es 11,2 gramos, la densidad es:

negrita d negrita igual fracción negrita masa entre negrita volumen negrita igual fracción numerador negrita 11 negrita coma negrita 2 negrita espacio negrita gramos entre denominador negrita 8 negrita espacio negrita cm elevado a negrita 3 fin fracción negrita igual negrita 1 negrita coma negrita 4 negrita espacio negrita g negrita dividido por negrita cm elevado a negrita 3 negrita igual negrita 1 negrita espacio negrita 400 negrita espacio negrita kg negrita dividido por negrita m elevado a negrita 3

Formas de medir la densidad

Existen dos formas en que podemos medir la densidad de una sustancia:

Medición de la densidad de forma indirecta: para esto medimos la masa y el volumen de la sustancia y luego aplicamos la fórmula de la densidad dividiendo la masa entre el volumen. Este fue el método que usó Arquímedes para descubrir la "falsa corona".

Medición de la densidad de forma directa: usando un instrumento que se llama densímetro. Este instrumento sirve para medir la densidad de sustancias líquidas. El densímetro se introduce en el líquido y se mide directamente el valor de la densidad.

dos densitometros para medir la densidad en los liquidos
Imagen de dos densímetros.

Tipos de densidad

La densidad real es la densidad absoluta, es decir, la relación entre la masa y el volumen que ocupa una sustancia.

A veces se usa el término densidad relativa cuando se compara la densidad de una sustancia con respecto a otro. Por ejemplo, si se compara la densidad del alcohol con la densidad del agua, la densidad relativa del alcohol es:

estilo tamaño 16px negrita d subíndice negrita relativa negrita espacio negrita del negrita espacio negrita alcohol fin subíndice negrita igual fracción negrita d subíndice negrita alcohol entre negrita d subíndice negrita agua negrita igual negrita espacio fracción numerador negrita 790 negrita espacio negrita kg negrita dividido por negrita m elevado a negrita 3 entre denominador negrita 1000 negrita espacio negrita kg negrita dividido por negrita m elevado a negrita 3 fin fracción negrita igual negrita 0 negrita coma negrita 79 fin estilo

En algunos casos nos encontramos con sustancias que no son homogéneas, por ejemplo, el suelo está compuesto de diversos materiales que incluyen el aire. En este caso, hablamos de densidad aparente, porque se está midiendo una densidad que está afectada por la composición de la sustancia. Un suelo con una densidad aparente alta significa que es un suelo compactado.

Ejemplos de densidad

Todas las sustancias tienen como característica la densidad. Esta es una tabla con la densidad de las sustancias más comunes, expresada tanto en kg/m3 como en g/cm3.

Sustancia kg/m3 g/cm3
Agua 1 000 1,0
Agua de mar 1 025 1,025
Hielo 920 0,92
Alcohol 790 0,79
Aceite 920 0,92
Aire 1,28 0,0013
Aluminio 2 700 2,7
Mercurio 13 600 13,6
Plomo 11 300 11,3
Hierro 7 900 7,9
Gasolina 680 0,68
Acetona 790 0,79
Petróleo 800 0,80
Oro 19 300 19,3
Plata 10 500 10,5
Acero 7 800 7,8

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