Densidade

 A densidade é uma das propriedades físicas da matéria (tudo aquilo que ocupa lugar no espaço e que possui massa). Outros exemplos de propriedades físicas são ponto de fusão, ponto de ebulição e solubilidade.

As propriedades físicas são características determinadas por meio do estudo de um material, sem que ele se transforme em outro.

No caso específico da densidade, sua determinação depende do conhecimento de duas variáveis muito importantes, o peso (representado pela letra P) e o volume (representado pela letra V).

O peso do material é determinado por uma balança, e o volume, geralmente, é medido com a utilização de uma proveta ou um béquer.

O béquer e a balança são instrumentos usados para determinar, respectivamente, massa e volume

Na definição, a densidade é a relação entre o peso e o volume ocupado por uma matéria. Com essa relação, podemos construir a fórmula representada abaixo:

d = P
      V

Além disso, não é correto dizer que utilizamos a massa do material, pois toda matéria em nosso planeta é submetida à ação da gravidade. Portanto, o termo peso envolve a multiplicação entre a massa e a gravidade.

Se quisermos conhecer a densidade da água, por exemplo, devemos medir um volume qualquer dessa substância (50 mL) e, em seguida, pesá-la (50 g) na balança (descontando o peso do recipiente, é claro). Por fim, devemos realizar o seguinte cálculo:

d = 50
      50

d = 1 g/mL

Com certeza, você deve estar se perguntando por que conhecer a densidade de um material é importante, não é mesmo?

A resposta é simples. Conhecer a densidade é importante porque é a propriedade utilizada, por exemplo, para explicar o porquê de uma matéria flutuar em outra, quando ambas são líquidas, ou quando uma é sólida e a outra é líquida.

Um exemplo é quando colocamos em um mesmo recipiente certa quantidade de água com uma quantidade de óleo. O óleo flutuará sobre a água, como o que é mostrado na seguinte imagem:

Resultado da mistura formada por água e óleo em um recipiente

A explicação para o óleo flutuar na água envolve dois aspectos: o primeiro é que ele não se dissolve na água e o segundo é que ele apresenta uma densidade menor que a da água. Assim, sempre que compararmos a densidade entre materiais, é importante também conferir a solubilidade, que é a propriedade que um material apresenta em dissolver outro.

Podemos, ainda, modificar a densidade de um material dissolvendo outro nele, como quando dissolvemos cloreto de sódio na água. Quando um material é dissolvido em outro, a tendência é a que a densidade aumente. Veja o caso abaixo:

Modificação da densidade do líquido

Quando colocado em água, um ovo de galinha afunda porque sua densidade é maior que a do líquido. Se dissolvermos cloreto de sódio na água, a densidade desse líquido aumenta, consequentemente, o ovo deverá flutuar.

Outra curiosidade interessante é que a mudança da temperatura também pode modificar a densidade de uma matéria, como no caso do ar, por exemplo. É por isso que o equipamento de ar condicionado é posicionado na parte de cima da parede, justamente porque o ar frio tem maior densidade que o ar quente. Assim, o ar frio desce e o quente sobe, o que possibilita refrigerar melhor o ambiente.

Aparelho de ar condicionado posicionado no alto

A alteração do estado físico do material também modifica a densidade, e isso pode ser facilmente observado pela adição de alguns cubos de gelo em um copo com água. Nesse caso, a água no estado sólido (gelo) é menos densa que a água no estado líquido.

Gelo flutuando na água líquida