O que é densidade e qual é a fórmula da densidade?

Imagine duas caixas de sapato iguais. Uma está cheia de penas e a outra de areia. A de areia é muito mais pesada, embora as duas ocupem o mesmo espaço. A areia tem densidade muito maior que as penas: há mais massa no mesmo volume.

densidade = massa / volume, d = m / V

No Brasil a densidade costuma ser indicada pela letra d (alguns livros usam a letra grega ρ ou μ). A massa é medida em gramas ou quilogramas e o volume em cm³, litros ou m³, por isso a densidade aparece em várias unidades:

• g/cm³ ou g/mL (é igual, porque 1 cm³ = 1 mL), comum no laboratório e na Química.
• kg/m³, a unidade do Sistema Internacional, usada na Física.
• kg/L: a água tem 1 kg/L.

Para converter: 1 g/cm³ = 1 kg/L = 1.000 kg/m³, porque em 1 m³ cabem 1.000.000 cm³ e 1.000.000 g são 1.000 kg. A água pura tem densidade de cerca de 1 g/cm³ = 1.000 kg/m³, por isso serve de referência.

A fórmula vem do próprio significado: se 3 cm³ de um metal têm massa de 24 g, cada centímetro cúbico tem 24 / 3 = 8 g, e a densidade é 8 g/cm³. Isolando as outras grandezas: m = d · V e V = m / d. O triângulo ajuda: m em cima, d e V embaixo; tape a que você procura.

Flutuar ou afundar. Um objeto flutua num líquido se for menos denso que o líquido e afunda se for mais denso. A madeira (cerca de 0,5 g/cm³) flutua na água; uma pedra (cerca de 2,5 g/cm³) afunda. O óleo fica por cima da água, e o balão de hélio sobe porque o hélio é muito menos denso que o ar. Um navio de aço flutua, mesmo com o aço sendo mais denso que a água: o casco está cheio de ar, e o conjunto (aço mais ar) tem densidade média menor que a da água. Muitos livros chamam de massa específica a densidade da substância (o aço) e de densidade a do corpo inteiro (o navio, com o ar dentro).

Por que muda de um material para outro. No modelo de partículas, a densidade depende da massa das partículas e de quão juntas elas estão. Nos sólidos e líquidos as partículas se tocam; nos gases ficam muito afastadas, então os gases têm densidade muito baixa (o ar, cerca de 1,2 kg/m³). Quando aquecido, quase todo material se dilata e fica menos denso: por isso o ar quente sobe. A água é a grande exceção perto de 0 °C: o gelo é menos denso que a água líquida, e os lagos congelam de cima para baixo. Veja também sólidos, líquidos e gases.

A densidade é uma propriedade do material, não do objeto: um clipe e uma viga de aço têm a mesma. Por isso medir a densidade ajuda a identificar uma substância.

O método da proveta usa o deslocamento de água: o objeto empurra um volume de água igual ao seu, a ideia do famoso "Eureka!" de Arquimedes.

Qual é a fórmula da densidade e a unidade de medida?#

d = m / V: massa dividida por volume. No SI a unidade é kg/m³; em Química usa-se muito g/cm³ (igual a g/mL). Isolando: m = d · V e V = m / d.

Como calcular a densidade?#

Meça a massa com uma balança, descubra o volume (com régua e fórmula ou com uma proveta) e divida a massa pelo volume.

Qual é a densidade da água?#

Cerca de 1 g/cm³, ou 1 kg/L, ou 1.000 kg/m³. Ela é máxima perto de 4 °C e um pouco menor na água quente. A água do mar, salgada, tem cerca de 1,03 g/cm³.

O que é densidade relativa?#

É a densidade de um material dividida pela de uma referência, normalmente a água. Não tem unidade: a do ouro é 19,3, ou seja, o ouro é 19,3 vezes mais denso que a água.

O que significa a densidade de um colchão?#

Nos colchões de espuma, o número depois do D (como D28 ou D33) é a densidade da espuma em kg/m³. Uma espuma D33 tem pelo menos cerca de 33 kg em cada metro cúbico.

O que é densidade no Minecraft?#

É um encantamento da maça que deixa mais fortes os golpes dados caindo de uma altura. O jogo pega a palavra emprestada, mas não é física. A ideia de "quanto cabe em cada espaço" também aparece na geografia, como densidade demográfica (habitantes por km²).