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Densidade: o que é, como calcular, exemplos e exercícios 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. Matematicamente, essa grandeza é calculada pela fórmula: Onde, • d = densidade • m = massa • v = volume A unidade utilizada no Sistema Internacional (SI) para expressar a densidade é o quilograma por metro cúbico (kg/m3). Entretanto, frequentemente essa grandeza é indicada em grama por centímetro cúbico (g/cm3) ou em grama por mililitro (g/mL). Como exemplo, observe a densidade dos materiais a seguir. Como o concreto é mais denso que a água, ele afunda. A madeira flutua porque sua densidade é menor que a da água. Tabela com exemplos de densidade Tomando como exemplo dois materiais, madeira e concreto, sabemos que dois quilos de madeira tem a mesma massa que dois quilos de concreto. A diferença está no volume ocupado pelos materiais. É preciso um volume de madeira muito maior do que o volume de concreto, afinal, o concreto é mais "concentrado", ou seja, a sua densidade é maior. Densidade de alguns materiais em g/cm3 a 25ºC Aço 7,8 Água 1,0 Chumbo 11,3 Cobre 8,96 Concreto 2,4 Etanol 0,789 Ferro 7,87 Gelatina 1,27 Glicerina 1,26 Leite 1,03 Madeira 0,5 Mercúrio 13,5 Ouro 19,3 Platina 21,5 Quartzo 2,65 Utilizando os exemplos da tabela anterior, podemos interpretar a densidade da seguinte forma: Fatores que afetam a densidade Tipo de material: como a densidade é uma propriedade específica, cada material apresenta um valor de densidade. Por exemplo, o ouro possui densidade de 19,3 g/cm3 e a prata tem densidade de 10,5 g/cm3. Temperatura: o aumento da temperatura faz com que a densidade diminua, pois densidade e temperatura são grandezas inversamente proporcionais. Por exemplo, a densidade da água varia conforme a temperatura. Na temperatura de 15 ºC a densidade é de 0,9991 g/cm3 e o valor de 0,9956 g/cm3 é atingido à temperatura de 30 °C. Estado físico: a mudança de estado físico altera a disposição das moléculas e influencia a densidade. Por exemplo, a água em estado sólido flutua na água que está em estado líquido. A densidade da água é 1 g/cm3, já o gelo tem uma densidade de 0,92 g/cm3. Pressão: como o volume é uma grandeza que varia de acordo com a temperatura e pressão, quando a pressão diminui a densidade aumenta. Por exemplo, os gases sofrem forte influência da pressão. O ar seco tem densidade de 1,2754 kg/m3 em 0 °C e 100 kPa. Sua densidade diminui para 1,2041 kg/m3 nas condições de 20 °C e 101,325 kPa. Densidade absoluta e densidade relativa Quando falamos simplesmente em densidade, estamos nos referindo à densidade absoluta ou massa específica, que como vimos, resulta da divisão da massa sobre o volume de um material. A densidade relativa ( ), por sua vez, respeita à relação comparativa entre a densidade de um material com a de outro. A fórmula é a seguinte: ou seja, Densidade na tabela periódica A densidade é uma característica dos elementos químicos. A variação da densidade absoluta, no estado sólido, é uma propriedade periódica que aumenta de cima para baixo (vertical) e das extremidades para o centro (horizontal) na Tabela Periódica. Como podemos observar, os elementos mais densos estão no centro e na parte inferior da tabela. Por exemplo: • Ósmio (Os): d = 22,61 g/cm3 • Irídio (Ir): d = 22,65g/cm3 Densidade: o que é, como calcular, exemplos e exercícios Tabela com exemplos de densidade Fatores que afetam a densidade Densidade absoluta e densidade relativa Densidade na tabela periódica