2 4 1 - Hidrostática - massa específica e densidade

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HIDROSTÁTICA
A hidrostática é área da Física que estuda as características dos fluidos (líquidos e gases) em repouso.
	
	
	
Massa específica – Massa específica (ρ) é uma propriedade física que resulta da divisão da massa de uma substância pelo volume que ela ocupa.
	 
	Onde:
 = massa da substância (g, kg, ...)
 = volume da substância (cm3, m3, ...)
 = massa específica (g/cm3, kg/m3, ...)
	 
	
 
 
Densidade – A densidade (d) é uma grandeza física que mede a concentração da massa de um corpo em um dado volume.
	 
	Onde: 
 = massa do corpo (g, kg, ...)
 = volume do corpo (cm3, m3, ...)
 = densidade (g/cm3, kg/m3, ...)
 
 
Em se tratando de fluidos (líquidos e gases), o valor da densidade será igual ao valor da massa específica. Também em um sólido maciço terão o mesmo valor.
 
Densidade relativa – é a relação entre as densidades de dois corpos. Nos fluidos:
 
 ou 
Exercício 1 – Um vidro contém 200 cm3 de mercúrio de densidade 13,6 g/cm3. Determine a massa de mercúrio contido no vidro.
 
 
 
Exercício 2 – Em uma cena de um filme, um indivíduo corre carregando uma maleta tipo 007 (volume de 20 dm3) cheia de barras de um certo metal. Considerando que um adulto de peso médio (70 kg) pode deslocar com uma certa velocidade, no máximo, o equivalente ao seu próprio peso, indique qual o metal, contido na maleta, observando os dados da tabela a seguir.
(Dado: 1 dm3 = 1L = 1 000 cm3.)
a) Alumínio.
b) Zinco.
c) Prata.
d) Chumbo.
e) Ouro.
 
 
 A densidade do metal na maleta deveria ser menor ou igual ao valor calculado (d = 3,5 g/cm3). Somente o alumínio satisfaz a situação.
Exemplo 3 – Uma solução foi preparada misturando-se 30 gramas de um sal em 300 g de água. Considerando-se que o volume da solução é igual a 300 ml, determine a densidade dessa solução em g/ml.
 
 
Exemplo 4 – O leite integral homogeneizado contém 4% de gordura (densidade 0,8 g/ml). Se um indivíduo bebe 250,00 ml desse leite, calcule a quantidade de gordura, em gramas, que ele consome.
Volume de gordura = 4% de 250 ml 
 
Exercício 5 – Três líquidos (água, benzeno e clorofórmio) foram colocados numa proveta, originando o seguinte aspecto:
A seguir temos uma tabela com as densidades de cada líquido. Baseando-se nessas informações e em seus conhecimentos sobre densidade, relacione as substâncias A, B e C com as mencionadas na tabela. Justifique sua resposta.
 
A = benzeno;
B = água;
C = clorofórmio.
Isso se dá porque os líquidos menos densos ficam sobre os mais densos. Assim, como o benzeno é o menos denso, ele fica na superfície; e como o clorofórmio é o mais denso, ele afunda, ficando na parte inferior, deixando a água no meio.
Exercício 6 – Na tabela abaixo temos as densidades de alguns materiais sólidos. Se eles forem colocados em um recipiente contendo água líquida e pura, à temperatura ambiente, qual deles flutuará?
Pau-brasil .............................. 0,4 g/cm3
Alumínio ................................ 2,70 g/cm3
Diamante .................................3,5 g/cm3
Chumbo...................................11,3 g/cm3
Carvão ..................................... 0,5 g/cm3
Mercúrio .................................13,6 g/cm3
Água ......................................... 1,0 g/cm3
 Como a água tem densidade igual a 1 g/cm3, irá flutuar os materiais com densidade inferior a esse valor, ou seja: o pau-brasil e o carvão.
Exercício 7 – Suponhamos que você possua 60 g de massa de uma substância cujo volume por ela ocupado é de 5 cm3. Calcule a densidade absoluta dessa substância nas unidades g/cm3 e kg/m3 e marque a opção correta.
a) 12 g/cm3 e 1,2 . 10-4 kg/m3
b) 1,2 g/cm3 e 12 . 103 kg/m3
c) 14 g/cm3 e 12 . 104 kg/m3
d) 12 g/cm3 e 1,2 . 104 kg/m3
e) 8 g/cm3 e 12 . 10-4 kg/m3
 
 . 1000 
 
Exercício 8 – Uma solução aquosa foi preparada dissolvendo-se certa massa de hidróxido de sódio (NaOH) em 600 ml de água, originando um volume de 620 ml. Qual será a massa do soluto presente nessa solução? (Dados: densidade da solução = 1,19 g/ml; densidade da água = 1,0 g/ml)
a)  222,4 g
b)  137,8 g
c)  184,5 g
d)  172,9 g
e)  143,1 g
Determinação da massa de água: 
 
 
Determinação da massa de soluto:
 
 
Exercício 9 – (Unicamp-SP) Três frascos de vidro transparentes, fechados, de formas e dimensões iguais, contêm cada um a mesma massa de líquidos diferentes. Um contém água, o outro, clorofórmio e o terceiro, etanol. Os três líquidos são incolores e não preenchem totalmente os frascos, os quais não têm nenhuma identificação. Sem abrir os frascos, como você faria para identificar as substâncias?
A densidade (d) de cada um dos líquidos, à temperatura ambiente, é:
d(água) = 1,0 g/cm3
d(clorofórmio) = 1,4 g/cm3
d(etanol) = 0,8 g/cm3
Sendo as massas iguais, temos:
 
Nessa relação de produto entre densidade e volume, quanto maior a densidade do líquido, menor será seu volume e, quanto menor for sua densidade, maior será seu volume. Podemos concluir que: 
· o recipiente com maior volume seria de etanol.
· o recipiente com menor volume seria de clorofórmio.
· o recipiente com volume intermediário seria de água.