O que é densidade?

A densidade é uma grandeza física que mede a concentração de matéria de um corpo em um dado volume.

Ela é obtida pela razão entre a massa e o volume do corpo e é medida em kg/m3 no Sistema Internacional de Unidades (SI).

A densidade de um corpo é inversamente proporcional ao seu volume, ou seja, quanto maior o volume, menor a densidade. Observe esta relação na fórmula da densidade:

Densidade fórmula

A densidade é a propriedade que determina se um corpo irá flutuar ou afundar em um líquido. Se o material for menos denso que o líquido, ele irá flutuar, mas caso ele tenha maior densidade que o líquido, ele irá afundar.

Todos os materiais existentes na natureza possuem uma densidade que pode ser medida. A densidade depende do tipo de material, do estado físico em que ele se encontra e das condições de temperatura e pressão do ambiente.

Como calcular a densidade?

Para calcular a densidade de uma substância ou de uma mistura de substâncias, divide-se a massa do corpo pelo seu volume, de acordo com a fórmula:

Fórmula da densidade

Onde:

  • d = densidade medida em kg/m3, g/cm3 ou g/mL
  • m = massa medida em kg ou g
  • v = volume medido em m3, cm3 ou mL

É importante ter em mente que, como o volume de um corpo se altera em diferentes condições de temperatura e pressão, a densidade será diferente quando a temperatura e pressão forem alteradas.

Por exemplo, a água tem densidade de aproximadamente 1 g/cm3 em condição ambiente, mas quando torna-se gelo sua densidade se reduz para 0,92 g/cm3 - é por essa diferença de densidade que o gelo flutua na água.

DensidadeO gelo flutua na água pois sua densidade é menor em estado sólido do que em estado líquido.

Exemplos práticos de densidade

Para entender na prática o que é a densidade, imagine dois recipientes, um com 1 quilo de chumbo e outro com 1 quilo de algodão. Ambos têm a mesma massa, isto é, 1 quilo.

No entanto, como o algodão é muito mais leve que o chumbo, é preciso de uma quantidade muito maior desse material para que as massas de ambos os recipientes se igualem.

Assim, o espaço ocupado pelo algodão será muito maior do que o espaço ocupado pelo chumbo. Isso significa que o chumbo tem uma quantidade de matéria concentrada muito maior e, portanto, uma densidade maior do que o algodão.

Agora veja outros exemplos de situações práticas que são explicadas pela diferença de densidade dos materiais:

Cubos de gelo

Ao serem colocados em um copo com água, os cubos de gelo flutuam porque sua densidade (0,92 g/cm3) é menor que a densidade da água (1g/cm3).

Quando cubos de gelo são colocados em um copo com álcool, os cubos de gelo irão afundar, pois sua densidade (0,92 g/cm3) é maior que a densidade do etanol (0,79 g/cm3).

Copo com geloO gelo afunda em um copo com bebida alcoólica porque a densidade do álcool é menor que da água.

Isopor e prego

Outro exemplo que ajuda a entender a densidade é observar o comportamento de uma prancha de isopor e de um prego feito de aço ao serem colocados na água.

O prego imediatamente afunda, pois sua densidade (0,78 g/m3) é muito maior do que a densidade da água. Isso significa que o aço tem uma grande quantidade de matéria concentrada em um pequeno volume.

Por outro lado, quando a prancha de isopor é colocada na água ela flutua, pois a densidade do isopor é menor do que a densidade da água. Diferente do aço, o isopor é uma substância que tem pouca quantidade de matéria concentrada.

Prancha de isoporA densidade do isopor é menor que a da água, por isso a prancha flutua.

Massa específica e densidade

A massa específica também é utilizada para referir-se à densidade, mas nem sempre elas podem ser entendidas como sinônimos.

A densidade refere-se a um corpo, que pode ser composto por apenas uma substância ou por uma mistura de substâncias, como por exemplo, uma solução de água com açúcar.

A massa específica, por sua vez, refere-se à densidade de uma substância homogênea específica, como o alumínio, o chumbo ou a água.

Isso significa que quando um corpo é composto por apenas uma substância, sua densidade é dada pela sua massa específica. Porém, quando o corpo é heterogêneo, será preciso calcular sua densidade com a razão da massa pelo volume.

Densidade das substâncias

Veja na tabela a seguir a densidade (ou massa específica) de algumas substâncias:

Substância Densidade
Água 1,0
Ar 1,2
Aço 7,8
Alumínio 2,7
Chumbo 11,3
Cobre 8,9
Etanol 0,79
Ferro 7,86
Gelo 0,92
Leite 1,03
Madeira 0,5
Ouro 19,3

Densidade absoluta e densidade relativa

A densidade absoluta refere-se à densidade de um corpo ou de uma substância determinada. A densidade relativa, por sua vez, é a densidade de um material em comparação com outro.

O cálculo da densidade relativa é a razão entre as duas densidades, que são calculadas pela divisão da massa pelo volume. A fórmula da densidade pode ser expressa por:

Fórmula 1 densidade relativa

ou

Fórmula 2 densidade relativa

A densidade relativa costuma ser usada para comparar a densidade das substâncias em relação à água, cuja densidade é 1g/cm3.

Unidade de medida da densidade

A unidade de medida utilizada no Sistema Internacional (SI) é kg/m3, mas é comum encontrar essa grandeza expressa também em g/cm3 e g/mL. A relação entre essas unidades de medida é:

1 g/cm3 = 1 g/mL = 1000 kg/m3

Veja também o significado de química e medidas de volume.

Data de atualização: 02/01/2020.