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Qual é a densidade da água? Faz diferença qual é a temperatura? Como você pode descobrir a densidade de outros objetos e líquidos?

Neste guia explicamos a densidade da água, fornecemos um gráfico que você pode usar para encontrar a densidade da água em diferentes temperaturas e explicamos três maneiras diferentes de calcular a densidade.

Qual é a densidade da água?

Densidade é a massa por unidade de volume de uma substância. A densidade da água é mais dada como 1 g/cm³, mas abaixo está a densidade da água com unidades diferentes.

Não é por acaso que a água tem densidade 1. A densidade é a massa dividida pelo volume (ρ=m/v), e a água foi usada como base para estabelecer a unidade métrica de massa, que significa um centímetro cúbico (1cm³) de água pesa um grama (1g).

Então, 1g/1cm³= 1g/cm³, dando à água sua densidade fácil de lembrar. No entanto, a densidade exata da água depende tanto da pressão do ar quanto da temperatura da área. Essas variações na densidade são muito pequenas, portanto, a menos que você precise saber cálculos muito exatos ou o experimento ocorra em uma área com temperatura/pressão extrema, você pode continuar a usar 1 g/cm³para densidade da água. Você pode consultar o gráfico na próxima seção para ver como a densidade da água muda com a temperatura.

Observe que esses valores de densidade da água são verdadeiros apenas para água pura. A água salgada (como os oceanos) tem uma densidade diferente que depende da quantidade de sal dissolvida na água. A densidade da água do mar é normalmente ligeiramente superior à densidade da água pura, cerca de 1,02g/cm³a 1,03g/cm³.

Densidade da água em diferentes temperaturas

Abaixo está um gráfico que mostra a densidade da água (em gramas/cm³) em diferentes temperaturas, desde abaixo do ponto de congelamento da água (-22°F/-30°C) até seu ponto de ebulição (212°F/100°C).

Como você pode ver no gráfico, a água tem apenas uma densidade exata de 1 g/cm³a 39,2°F ou 4,0°C. Depois de chegar abaixo do ponto de congelamento da água (32°F/0°C), a densidade da água diminui porque o gelo é menos denso que a água. É por isso que o gelo flutua em cima da água e, quando você coloca cubos de gelo em um copo d’água, eles não afundam direto.

O gráfico também mostra que, para a faixa de temperaturas típica de laboratórios de ciências internos (cerca de 50°F/10°C a 70°F/21°C), a densidade da água é muito próxima de 1 g/cm³, e é por isso que esse valor é usado em todos os cálculos de densidade, exceto nos mais exatos. Só quando a temperatura é muito extrema em uma direção ou outra (próxima do congelamento ou da ebulição) é que a temperatura da água muda o suficiente para que 1 g/cm³não seria mais aceitavelmente preciso.

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Fonte: USGS

Como calcular a densidade de uma substância

Então saiba que você sabe qual é a densidade da água em diferentes temperaturas, mas e se quiser encontrar a densidade de algo que não é água? Na verdade, é muito fácil de fazer!

Você pode encontrar a densidade de qualquer substância dividindo sua massa pelo seu volume. A fórmula para densidade é: ρ=m/v , com densidade representada pelo símbolo ρ (pronuncia-se 'rho').

Existem três maneiras principais de calcular a densidade, dependendo se você está tentando encontrar a densidade de um objeto de formato regular, um objeto irregular ou um líquido, e se você possui alguma ferramenta especial, como um hidrômetro.

Calculando a densidade de um objeto regular

Para objetos regulares (aqueles cujas faces são polígonos padrão, como quadrados, retângulos, triângulos, etc.), você pode calcular massa e volume com bastante facilidade. A massa de um objeto é simplesmente quanto ele pesa, e todos os polígonos regulares têm uma equação para determinar seu volume com base no comprimento, largura e altura.

Por exemplo, digamos que você tenha uma peça retangular de alumínio que pesa 865g e mede 10cm x 8cm x 4cm. Primeiro você encontraria o volume do pedaço de alumínio multiplicando o comprimento, a largura e a altura (que é a equação do volume de um retângulo).

V = 10 cm x 8 cm x 4 cm = 320 cm³

Em seguida, você divide a massa pelo volume para obter a densidade (ρ=m/v).

865g/320cm³= 2,7g/cm³

Então a densidade do alumínio é 2,7g/cm³, e isso é verdade para qualquer peça de alumínio (puro e sólido), não importa qual seja seu tamanho.

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Calculando a densidade de um objeto líquido ou irregular

Se o objeto tiver uma forma irregular e você não conseguir calcular facilmente seu volume, você pode encontrar seu volume colocando-o em um cilindro graduado cheio de água e medindo o volume de água que ele desloca. O Princípio de Arquimedes afirma que um objeto desloca um volume de líquido igual ao seu próprio volume. Depois de encontrar o volume, você usaria a equação padrão ρ=m/v.

Então, se você tivesse um pedaço de alumínio diferente e irregular que pesasse 550g e deslocasse 204mL de água em um cilindro graduado, então sua equação seria ρ = 550g/204mL = 2,7g/mL.

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Se a substância cuja densidade você está tentando encontrar for um líquido, você pode simplesmente despejar o líquido no cilindro graduado e ver qual é o seu volume e, em seguida, calcular a densidade a partir daí.

Calculando a densidade de um líquido com um hidrômetro

Se você estiver tentando calcular a densidade de um líquido, também poderá fazê-lo usando um instrumento conhecido como hidrômetro. Um hidrômetro se parece com um termômetro com um grande bulbo em uma extremidade para fazê-lo flutuar.

Para usar um, basta abaixar suavemente o hidrômetro no líquido até que ele flutue sozinho. Descubra qual parte do hidrômetro está bem na superfície do líquido e leia o número na lateral do hidrômetro. Essa será a densidade. Os hidrômetros flutuam mais baixo em líquidos menos densos e mais alto em líquidos mais densos.

Resumo: Qual é a densidade da água?

A densidade da água é normalmente arredondada para 1 g/cm³ou 1000 kg/m³, a menos que você esteja fazendo cálculos muito exatos ou conduzindo um experimento em temperaturas extremas. A densidade da água muda dependendo da temperatura, portanto, se você estiver fazendo um experimento próximo ou além do ponto de ebulição ou congelamento da água, precisará usar um valor diferente para levar em conta a mudança na densidade. Tanto o vapor quanto o gelo são menos densos que a água.

A equação para densidade é ρ=m/v.

Para medir a densidade de uma substância, você pode calcular o volume de um objeto de formato regular e prosseguir a partir daí, medir o volume de um líquido ou quanto líquido um objeto irregular desloca em um cilindro graduado, ou usar um hidrômetro para medir o densidade de um líquido.

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Qual é o próximo?

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