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Densidade em física é uma medida da quantidade de algo que existe dentro de um determinado espaço físico (volume). Na maioria das vezes, "densidade" é entendida por convenção para significar "densidade de massa", mas como conceito, simplesmente descreve como algo está lotado.
A densidade populacional de Hong Kong, por exemplo, é extremamente alta, enquanto a da Sibéria é extremamente baixa. Mas em cada caso, "pessoas" é o assunto da análise.
Para substâncias que consistem em um único elemento em alguma quantidade (por exemplo, um grama de ouro puro ou prata) ou uma mistura homogênea de elementos (como um litro de água destilada, que inclui hidrogênio e oxigênio em uma proporção fixa conhecida), pode-se supor que não há variações significativas na densidade dentro da amostra.
Isso significa que se a densidade de um objeto homogêneo de 60 kg à sua frente for de 12 kg / L, qualquer pequena porção selecionada do objeto deverá ter esse valor para sua densidade.
Densidade definida
A densidade é atribuída à letra grega rho (ρ) e é simplesmente massa m dividido por volume V. As unidades SI são kg / m3, mas g / mL ou g / cc (1 mL = 1 cc) são unidades mais comuns em configurações de laboratório. De fato, essas unidades foram escolhidas para definir a densidade da água como 1,0 à temperatura ambiente.
Exemplos de densidade média
Dependendo do tipo de substância ou substâncias presentes, existem várias maneiras de abordar um problema de mistura de densidade.
O mais simples é quando você recebe um conjunto de N objetos e é solicitado a determinar a densidade média dos objetos no conjunto. Esse tipo de exemplo surgiria em situações nas quais os elementos do conjunto são do mesmo "tipo" básico (por exemplo, pessoas na Inglaterra, árvores em uma determinada floresta em Montana, livros em uma biblioteca da cidade no Tennessee), mas podem muito na característica em questão (por exemplo, peso, idade, número de páginas).
EXEMPLO: Você recebe três blocos de composição desconhecida, com as seguintes massas e volumes:
a) Calcule a média das densidades das rochas no conjunto.
Isso é feito descobrindo as densidades individuais de cada rocha, adicionando-as e dividindo pelo número total de rochas no conjunto:
÷ 3 = (3,000 + 1,800 + 3,700) ÷ 3
= 2.833 g / L.
b) Calcule a densidade média do conjunto de rochas como um todo.
Nesse caso, você apenas divide a massa total pelo volume total:
(2,250 + 900 + 1,850) ÷ (0.75 +0.50 + 0.50) = 5,000 ÷ 1.75
= 2.857 g / cc.
Os números diferem porque as rochas não contribuem da mesma maneira para esses cálculos.
Fórmula de densidade média: mistura de substâncias
EXEMPLO: Você recebe um pedaço de 5 L (5.000 cc ou mL) de material de outro planeta e é informado que ele consiste em três peças fundidas dos seguintes elementos nas proporções listadas em volume:
Qual é a densidade do pedaço como um todo?
Aqui, você primeiro converte as porcentagens em decimais e multiplica-as pelas densidades individuais para obter a densidade média da mistura:
(0.15)(15) + (0.60)(1.0) + (0.25)(0.50) = 2,975 g / cc