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Você calcula a densidade de um objeto sólido, um líquido ou um gás medindo seu volume, pesando-o para determinar sua massa e usando a densidade da fórmula (∂) = massa (m) ÷ volume (V) É uma operação matemática fácil para reorganizar esta equação para que você possa calcular a massa a partir da densidade:
m = ∂ × V
Por que você quer fazer isso? A massa deve ser fácil de determinar - tudo o que você precisa fazer é descer da balança e pesar, certo? Na verdade, você nem sempre pode fazer isso, especialmente quando está lidando com um líquido ou um sólido muito pesado, grande demais para a sua balança. Como as densidades da maioria dos sólidos e líquidos são tabuladas, você pode procurar a densidade da substância em questão. Contanto que você seja capaz de medir o volume ocupado pela substância, o que é fácil se estiver em um recipiente, você saberá sua massa.
Como encontrar densidade
A densidade é uma quantidade fixa e, como nunca muda, pode ser um fator de proporcionalidade entre massa e volume para qualquer substância. Em outras palavras, à medida que o volume aumenta, o mesmo acontece com a massa. Se você plotou valores crescentes de volume em relação aos aumentos de massa correspondentes em um gráfico, obteria uma linha reta com inclinação igual à densidade da substância.
Você geralmente não precisa se dar ao trabalho de traçar um gráfico. Contanto que você conheça a composição de um sólido, poderá procurar a densidade em uma tabela. Se você tem um líquido, deve procurar sua gravidade específica, que é a densidade comparada à densidade da água. Por exemplo, a gravidade específica do álcool etílico é 0,787. Como a densidade da água é de 1 g / ml, isso significa que a densidade do álcool é de 0,787 g / ml.
Se você tem uma solução de composição desconhecida, não pode procurar sua gravidade específica, mas pode medi-la. A ferramenta para fazer isso é chamada de higrômetro. Você deixa flutuar no líquido e lê a gravidade específica da marca graduada que apenas toca a superfície.
Conversão de densidade em massa
A densidade é medida em uma variedade de unidades, incluindo gramas / mililitro, quilogramas / metro cúbico e libras / pé cúbico. Ao procurar a densidade, verifique se ela está expressa nas unidades que você está usando para medir o volume, ou obterá um valor impreciso para a massa. Aqui estão alguns fatores de conversão comuns
1 kg / m3 = 0,001 g / ml = 0,062 lb / ft3.
Se você usar unidades correspondentes para densidade e volume, poderá calcular a massa a partir da densidade e obtê-la nas unidades correspondentes usando a equação m = ∂V. Depois de conhecer a massa, você sempre pode convertê-la em unidades diferentes, se necessário.
Exemplos de fórmula de densidade
1. Qual é a massa de um frasco de 2 ml de tetracloreto de carbono?
A gravidade específica do tetracloreto de carbono é 1,558. Como o volume da amostra é medido em mililitros, divida a gravidade específica pela densidade da água em g / ml para obter a densidade nessas unidades. Fazendo isso, a densidade é de 1.598 g / ml. Agora é fácil usar a equação de conversão de densidade em massa para encontrar a massa:
m = ∂ × V = 1,589 g / ml × 2 ml = 3,178 gramas.
2. Como você encontra a massa de uma grande estátua de ouro sem pesá-la?
Primeiro, meça o volume, em litros, usando o método de deslocamento da água. Em seguida, procure a densidade do ouro, que é 19.320 kg / m3. Para converter em gramas por litro, basta multiplicar por 1, para que a densidade seja 19.320 g / l. Agora você pode calcular a massa da densidade usando a fórmula m = ∂V e obtenha a resposta em gramas.