La densidad: definición, fórmula y tabla de densidades de sustancias

Explicación del contenido

La densidad es una propiedad intensiva de la materia que indica cuánta masa hay en cada unidad de volumen de una sustancia. Se denota con la letra griega \rho (rho) y se calcula con:

\rho = \frac{m}{V}

donde m es la masa en kilogramos (kg) y V el volumen en metros cúbicos (\text{m}^{3}). Por ello, la unidad de \rho en el SI es \frac{\text{kg}}{\text{m}^{3}}.

De la fórmula anterior se despeja el volumen:

V = \frac{m}{\rho}

Esta expresión permite comparar el volumen que ocupa una misma masa de distintas sustancias.

Ejemplo resuelto: dos cubos de 10 g

Se tienen dos cubos sólidos de igual masa, m = 10 \, \text{g}: uno de madera de roble y otro de hierro. Según la tabla:

• \rho_{\text{roble}} = 0.760 \, \frac{\text{g}}{\text{cm}^{3}}
• \rho_{\text{hierro}} = 7.85 \, \frac{\text{g}}{\text{cm}^{3}}

1. Volumen del cubo de roble:

V_{\text{roble}} = \frac{m}{\rho_{\text{roble}}} = \frac{10 \, \text{g}}{0.760 \, \frac{\text{g}}{\text{cm}^{3}}} \approx 13.16 \, \text{cm}^{3}

2. Volumen del cubo de hierro:

V_{\text{hierro}} = \frac{m}{\rho_{\text{hierro}}} = \frac{10 \, \text{g}}{7.85 \, \frac{\text{g}}{\text{cm}^{3}}} \approx 1.27 \, \text{cm}^{3}

3. Comparación:

\frac{V_{\text{roble}}}{V_{\text{hierro}}} = \frac{13.16}{1.27} \approx 10.4

Respuesta: El cubo de roble ocupa aproximadamente 10 veces más volumen que el de hierro, porque su densidad es menor.

Observación sobre la tabla

La tabla muestra las densidades en dos unidades equivalentes: 1 \, \frac{\text{g}}{\text{cm}^{3}} = 1000 \, \frac{\text{kg}}{\text{m}^{3}}. Por ejemplo, el agua tiene 1000 \, \frac{\text{kg}}{\text{m}^{3}} = 1 \, \frac{\text{g}}{\text{cm}^{3}}. Los gases (aire, hidrógeno, helio, nitrógeno, dióxido de carbono, metano) presentan densidades muy pequeñas comparadas con los sólidos y líquidos.