Cómo calcular la densidad
Aprende a calcular la densidad usando la fórmula densidad = masa / volumen. Cubre unidades, técnicas de medición, flotabilidad y más.
¿Qué es la densidad?
La densidad es la masa por unidad de volumen de una sustancia, expresada como rho = m / V. Las unidades comunes son gramos por centímetro cúbico (g/cm³) para sólidos y líquidos, y kilogramos por metro cúbico (kg/m³) para cálculos de ingeniería. El agua tiene una densidad de aproximadamente 1.0 g/cm³ a temperatura ambiente, lo cual sirve como referencia conveniente. Los materiales con densidad mayor que el agua se hunden, y los de menor densidad flotan.
Cómo medir la densidad
Para sólidos regulares, mide la masa con una balanza y calcula el volumen a partir de las dimensiones geométricas. Para sólidos irregulares, usa el método de desplazamiento de agua: sumerge el objeto en un recipiente graduado y mide el cambio de volumen. Para líquidos, usa un picnómetro o densímetro. La densidad varía con la temperatura (los materiales generalmente se expanden al calentarse, reduciendo la densidad) y con la presión (significativo para gases).
Gravedad específica
La gravedad específica es la relación de la densidad de una sustancia a la densidad del agua a 4°C. Como el agua tiene 1.0 g/cm³, la gravedad específica es numéricamente igual a la densidad en g/cm³. La gravedad específica es adimensional (sin unidades), lo que la hace conveniente para comparaciones rápidas. Un material con gravedad específica de 2.7 (como el aluminio) es 2.7 veces más denso que el agua. Los hidrómetros miden la gravedad específica de líquidos en aplicaciones como cervecería, análisis de baterías y control de calidad.
Flotabilidad y el principio de Arquímedes
El principio de Arquímedes establece que un objeto sumergido en un fluido experimenta una fuerza de flotación hacia arriba igual al peso del fluido desplazado. Si esta fuerza supera el peso del objeto, el objeto flota. Un objeto flota cuando su densidad promedio es menor que la del fluido. Un barco de acero flota porque su casco encierra un gran volumen de aire, haciendo que la densidad promedio sea menor que la del agua. Los submarinos controlan su flotabilidad llenando o vaciando tanques de lastre.