Cómo calcular la densidad – Ejemplo de problema trabajado

La densidad es la medida de la cantidad de masa por unidad de volumen. Para calcular la densidad, es necesario saber la masa y el volumen del objeto. La masa suele ser la parte fácil, mientras que el volumen puede ser difícil. Los objetos de forma simple suelen darse en problemas de tarea como el uso de un cubo, un ladrillo o una esfera.

La fórmula para la densidad es:

densidad = masa/volumen

Este problema de ejemplo muestra los pasos necesarios para calcular la densidad de un objeto y un líquido cuando se les da la masa y el volumen.

Llave Takeaways: Cómo calcular la densidad

  • La densidad es la cantidad de materia contenida en un volumen. Un objeto denso pesa más que un objeto menos denso del mismo tamaño. Un objeto menos denso que el agua flotará sobre él; uno con mayor densidad se hundirá.
  • La ecuación de la densidad es la densidad es igual a la masa por unidad de volumen o D = M / V.
  • La clave para resolver la densidad es informar las unidades de masa y volumen adecuadas. Si se te pide que des la densidad en diferentes unidades de la masa y el volumen, tendrás que convertirlas.

Pregunta 1: ¿Cuál es la densidad de un cubo de azúcar de 11,2 gramos que mide 2 cm de lado?

Paso 1:Encuentra la masa y el volumen del cubo de azúcar.

Masa = 11,2 gramos
Volumen = cubo con 2 cm de lado.

Volumen de un cubo = (longitud de un lado)3
Volumen = (2 cm)3
Volumen = 8 cm3

Paso 2: Conecta tus variables a la fórmula de la densidad.

densidad = masa/volumen
densidad = 11,2 gramos/8 cm3
densidad = 1,4 gramos/cm3

Respuesta 1: El cubo de azúcar tiene una densidad de 1,4 gramos/cm3.

Pregunta 2: Una solución de agua y sal contiene 25 gramos de sal en 250 mL de agua. ¿Cuál es la densidad del agua salada? (Usar la densidad del agua = 1 g/mL)

Paso 1: Encontrar la masa y el volumen del agua salada.

Esta vez, hay dos masas. La masa de la sal y la masa del agua son necesarias para encontrar la masa del agua salada. Se da la masa de la sal, pero sólo se da el volumen del agua. También se nos ha dado la densidad del agua, así que podemos calcular la masa del agua.

densidad-agua = agua de masa/agua de volumen

Resolver para el agua de masa,

agua de masa = densidad agua-volumen agua
Agua de masa = 1 g/mL – 250 mL
agua de masa = 250 gramos

Ahora tenemos suficiente para encontrar la masa del agua salada.

masstotal = masssalt + masswater
masstotal = 25 g + 250 g
masstotal = 275 g

El volumen del agua salada es de 250 mL.

Paso 2: Conecta tus valores a la fórmula de la densidad.

densidad = masa/volumen
densidad = 275 g/250 mL
densidad = 1,1 g/mL

Respuesta 2: El agua salada tiene una densidad de 1,1 gramos/mL.

Encontrar el volumen por desplazamiento

Si se te da un objeto sólido regular, puedes medir sus dimensiones y calcular su volumen. Desafortunadamente, el volumen de pocos objetos en el mundo real puede ser medido tan fácilmente. A veces es necesario calcular el volumen por desplazamiento.

¿Cómo se mide el desplazamiento? Digamos que tienes un soldado de juguete de metal. Puedes decir que es lo suficientemente pesado como para hundirse en el agua, pero no puedes usar una regla para medir sus dimensiones. Para medir el volumen del juguete, llena un cilindro graduado a la mitad con agua. Registra el volumen. Añade el juguete. Asegúrese de desplazar las burbujas de aire que puedan adherirse a él. Registra la nueva medida del volumen. El volumen del soldado de juguete es el volumen final menos el volumen inicial. Puedes medir la masa del juguete (seco) y luego calcular la densidad.

Consejos para el cálculo de la densidad

En algunos casos, la masa se le dará. Si no, tendrás que obtenerla tú mismo pesando el objeto. Cuando obtengas la masa, ten en cuenta lo precisa que será la medición. Lo mismo ocurre con la medición del volumen. Obviamente, obtendrás una medida más precisa usando una probeta graduada que usando un vaso de precipitados, sin embargo, puede que no necesites una medida tan cercana. Las cifras significativas reportadas en el cálculo de la densidad son las de su medición menos precisa. Por lo tanto, si tu masa es de 22 kg, no es necesario reportar una medición de volumen al microlitro más cercano.

Otro concepto importante a tener en cuenta es si tu respuesta tiene sentido. Si un objeto parece pesado para su tamaño, debería tener un valor de densidad alto. ¿Qué tan alto? Ten en cuenta que la densidad del agua es de aproximadamente 1 g/cm³. Los objetos menos densos que esto flotan en el agua, mientras que los más densos se hunden en el agua. Si un objeto se hunde en el agua, ¡mejor que su valor de densidad sea mayor que 1!

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