Observe nas figuras a seguir cubos com massas iguais formados por diferentes materiais:
A figura mostra que os blocos formados por diferentes materiais possuem a mesma massa, mas ocupam volumes diferentes
Embora a massa dos três cubos seja a mesma, eles ocupam volumes diferentes, pois a concentração dessa massa é diferente para esses materiais. O ferro é o que ocupa o menor volume, enquanto o magnésio ocupa o maior. Isso acontece porque a densidade do ferro é maior, ou seja, sua concentração de massa por unidade de volume é maior.
A densidade, ou massa específica (d), é definida como a razão entre a massa (m) e o volume (V) de uma determinada substância.
Matematicamente, ela é expressa pela fórmula:
d = m
V
A expressão mostra-nos que a densidade é inversamente proporcional ao volume,sendo assim, quanto maior o volume ocupado por um corpo, menor a sua densidade.
A unidade de medida da densidade no SI é Kg/m3, mas também pode ser utilizado o g/cm3. A relação entre as duas é obtida da seguinte forma:
Sabendo que :
1g = 0,001 Kg = 1 . 10-3 Kg;
e
1 cm3 = 0,00001 m3 = 1 .10-6 m3
Temos:
1g/cm3 = 1g = 1 . 10-3 = 1 . 103 Kg/m3
1 cm3 1 .10-6
Já vimos que a densidade é uma grandeza que depende do volume, mas este é uma grandeza física que depende da temperatura e da pressão à qual o material está sendo submetido. Sendo assim, a densidade também dependerá da pressão e da temperatura do material. Outro fator importante é o arranjo molecular da substância: quanto mais próximos os átomos estiverem, mais denso será o material.
Veja a seguir as densidades de alguns materiais:
Água ----------------------------------------- 1,00 . 103 Kg/m3
Álcool etílico ------------------------------- 7,90 . 102 Kg/m3
Óleo ------------------------------------------ 0,93 . 103 Kg/m3
Gelo ------------------------------------------ 9,20 . 102 Kg/m3
Magnésio ------------------------------------ 1,75 . 103 Kg/m3
Ferro ----------------------------------------- 7,90 . 103 Kg/m3
Alumínio ------------------------------------ 2,70 . 103 Kg/m3
Uma das consequências da diferença entre as densidades dos materiais é que o mais denso afunda, enquanto o menos denso flutua. Podemos ver nos dados apresentados acima que a densidade do gelo é menor que a da água, o que explica por que o gelo flutua na água. O mesmo acontece com o óleo, conforme se pode observar na figura do início deste artigo.
