Cálculo da densidade

RKA - Olá! Bem-vindos a mais uma aula de ciências. Nesta aula, vamos falar sobre o cálculo da densidade. Você se lembra o que é isso? A densidade é a forma matemática de determinar a concentração de massa de um objeto ou material em um determinado espaço, sendo que é uma propriedade específica para cada material. Por isso, se você for comprar um produto, como algodão, e quiser guardar em local de sua casa, basta saber a densidade do algodão para verificar o quanto de algodão poderá comprar. O cálculo da densidade se dá através da razão da massa do material pelo seu volume, então, a equação fica assim: "D", que é a densidade, é igual à massa, representada pela letra "m", que seria o peso dele, dividida pelo seu volume, representado pela letra "v". A unidade da densidade será dada sempre pelas unidades de massa e volume utilizadas. Essas unidades vão variar de acordo com o tipo de material que esteja sendo utilizado para ser calculada a densidade, ou seja, se ele sólido, líquido ou gasoso. Então, podemos ter: kg/m³, g/L, g/cm³, kg/L, g/ml, entre outras formas de representação. Através desta equação, podemos perceber que quanto menor o volume ocupado por determinada massa, maior será sua densidade, e quanto maior o volume, menor será a densidade. Como assim? Veja bem, se você tem dois materiais com a mesma massa, o que vai determinar a diferença de densidade entre eles é o seu volume. Pense o seguinte: se você for calcular a densidade de 1 kg de algodão e de 1 kg de cobre, perceberá que o cobre tem maior densidade que o algodão, justamente porque o volume de um 1 kg de cobre é muito menor que 1 kg de algodão. Se você relembrar o início da aula, perceberá que é preciso um espaço maior para guardar 1 kg de algodão que 1 kg de cobre. A densidade de um material pode variar de acordo com vários fatores, como os estados físicos em que a matéria se encontra, ou seja, se ela está na forma sólida, líquida ou gasosa, e de acordo com a temperatura e pressão a que está submetida. As variações da temperatura e da pressão provocam uma alteração no volume do material e, consequentemente, alteram também o valor de sua densidade. Um exemplo claro sobre essas modificações da densidade, podem ser observadas nas pontes construídas para ligar as cidades e nos trilhos dos trens. Nestes exemplos citados, há espaços chamados de juntas de dilatação. Estas juntas são importantes para absorver a variação volumétrica dos materiais e, consequentemente, da variação de sua densidade. Líquidos, quando são resfriados, geralmente se tornam mais viscosos e, consequentemente, seu volume diminui, desta forma, sua densidade aumenta. Portanto, ao se referir sobre a densidade de um material, o correto é também citar a temperatura em que é encontrada. Assim, podemos dizer que a densidade do ferro é 7,874 g/cm³ a 25 graus. Materiais mais densos afundam em materiais menos densos, desta forma, quando temos água e óleo em um mesmo recipiente, os dois produtos não se misturam, e o óleo fica sobre a água, justamente porque ele é menos denso que ela, mas se colocarmos uma moeda em um copo de água, ela irá afundar, justamente porque sua densidade é maior. Um exemplo clássico é o Mar Morto, um lago salgado que fica situado na região de Israel, Cisjordânia e Jordânia. A presença de tanto sal neste mar, faz com que as pessoas não afundem quando vão nadar nele. A sua densidade é de 1,12 g/ml, enquanto os outros mares têm a densidade igual à 1,03 g/ml. Pois agora que já sabemos tudo isso, vamos calcular a densidade de alguns compostos. Para determinar a densidade de uma barra de ferro, precisamos saber sua massa, o que podemos obter facilmente com uma balança. Considerando que a massa é igual ao valor indicado por esse instrumento, e levando em conta que eu coloque na balança a barra de ferro deste nosso exemplo e a balança indica 15,74 g, temos que a massa desta nossa barra de ferro é exatamente este valor. Para determinar seu volume, que nesse caso tem uma forma geométrica perfeita, é só multiplicar as suas dimensões, que são a altura a largura e a profundidade. Portanto, a nossa barra de ferro tem volume de 2 cm³. Fazendo o cálculo da densidade, tendo aqui a massa sobre o volume, temos que: 15,74 dividido por 2 é igual a 7,87 g/cm³. Isso quer dizer que em cada 1 cm³ da barra de ferro temos 7,87 g deste elemento. O cálculo da densidade de um líquido é bem parecido, a diferença é como vamos obter o volume do componente que queremos medir. Para determinar a massa do líquido, devemos colocá-lo em um recipiente e pesá-lo em uma balança. Claro, que é preciso descontar o peso do recipiente para termos somente o peso do líquido. Já o volume, deve ser verificado no recipiente que você colocou o líquido, sendo assim, usar algo graduado facilita muito, daí é só olhar na gradação do recipiente e anotar o volume. As unidades mais utilizadas para os líquidos são: g/L, g/ml, g/cm³ e kg/L. Vamos verificar a densidade da água. Colocamos 100 g de água em um copo de 100 ml. Calculando a sua densidade, temos que: 100 g de água divididos por 100 ml é igual a 1 g/ml, ou seja, em cada 1 ml do recipiente temos 1 g de água. A unidade de densidade dos gases, costuma ser g/L, e o cálculo utiliza a pressão e a temperatura a que está submetido o gás. É isso aí, agora é calcular as densidades de diversos materiais. Até a nossa próxima aula!