La densidad es una magnitud escalar que va referida a la cantidad masa que hay contenida en cierto volumen de sustancia. Toda la densidad presentada por una sustancia, cambia si se varía la presión o la temperatura, en el caso de que la presión subiera, automáticamente la densidad en el material lo hace, pero este no se aplica a la temperatura, debido a que cuando está asciende la densidad tiende a bajar.
Qué es la densidad del agua
El agua se considera como una sustancia con una menor densidad en estado sólido que en líquida. Al momento de crearse el hielo las moléculas crean cuatro enlaces de hidrógeno que se fijan dentro de estructura cristalina y rígida, ya en este estado las moléculas del agua están mucho más separadas que cuando están en líquido. Siendo la razón por la cual el agua se expande al entrar en estado de congelación y mucho menos denso que el agua líquida a su alrededor. La densidad del agua de mar es de 1027 kg7m3.
Considerado un elemento en donde la molécula solamente se conforma por dos átomos de hidrógeno y uno solo de oxígeno, por lo general va referida mientras está en estado líquido, aunque puede hallarse en forma sólida, con el nombre de hielo. Toda el agua cubre un 71% de corteza terrestre, su mayor localización es en los océanos en donde el agua es concentrada un 96,5%. Con una presión normalizada de 101, 325, con una densidad máxima de 999,974 kg- m3 a los 3, 983,035 ºC, mientras más sea la temperatura va disminuyendo la densidad, partiendo de ese punto baja la temperatura lentamente, hasta el punto en que llega a 0 ºC.
Cómo calcular la densidad del agua
Para calcular y saber cuál es la densidad del agua, se tiene que definir como el cociente entre la masa hallada en un cuerpo y el volumen que ocupa, así como también el sistema internacional, toda la masa se tiene que medir en kilogramos (kg) y el volumen en metros cúbicos (m3), haciendo que la densidad se mida en kilogramos por metros cúbicos. Considerado como un elemento bastante estable, aunque presenta una variación entre la temperatura y presión es muy baja y casi no se nota. En meteorología es usada de forma amplia como un patrón que ayuda de referencia para las determinaciones de densidad y volumen.
Los pasos que se tienen que seguir para sacar el cálculo de la densidad del agua son:
- Reunir los materiales: se utiliza un cilindro graduado, una balanza y agua. Esos cilindros graduados son recipientes especiales que trae medidas para el volumen específico de los líquidos.
- Pesar el cilindro graduado vacío: para encontrar la densidad del agua, se debe tener en cuenta la masa del volumen del líquido en cuestión. Por eso el cilindro sirve para la medida de agua, pero antes se tiene que restar el peso del cilindro vacío, a saber solamente se pesa la masa del agua.
- Llenar el cilindro graduado: no tiene un límite al momento de agregar el agua, lo que cabe destacar es que se tiene que tener la cantidad exacta del agua previamente anotada. Luego se registra el valor en la parte inferior del menisco (curva del líquido que se observa en el agua a la altura del ojo). Ese volumen de agua en el cilindro es el que usa para calcular la densidad.
- Pesar el cilindro graduado con agua: la balanza debe ser colocada en cero junto con el cilindro lleno de agua, sobre todo no se puede derramar el agua, porque en efecto se tendrá que volver a medir.
- Quitarle al cilindro con agua el peso solo del cilindro vacío: a fin de obtener la masa únicamente del agua, tiene que quitársele el peso del cilindro graduado. Al final el resultado es la masa del agua del cilindro.
- Calcular la densidad dividiendo la masa por el volumen: aplicando la ecuación de densidad = masa/volumen, se determina la densidad.
Para qué sirve medir la densidad del agua
Para conocer la medida de la masa en una balanza, la densidad del agua se presenta en varias formas según el tipo de agua, por ejemplo la densidad del agua salada, es de 1025 g/ml presentándose mucho más densa que el agua de mar dulce. Ese volumen calculado depende de si la sustancia de encuentra en estado líquido o sólido. Así mismo el agua posee densidad en gramos, con 1000 kg/m3, bajo las condiciones de 1Atm (atmosfera) de presión y un aproximado de 4º C temperatura, lo que equivale a una densidad de 1gr/cm3.
La densidad es una propiedad de las sustancias. Gran parte de la sustancias son densas, los experimentos químicos son sencillos para conocer la densidad de cada una de estas. En definitiva la medición de la densidad es considerada como un parámetro de calidad importante tanto de las materias primas como de los productores acabados. Hay varias técnicas que ayudan a la determinación exacta de la densidad de materiales sólidos, líquidos y viciosos, garantizando la homogeneidad, si una pieza no es homogénea, se pueden ver afectados por los tributos de un rendimiento clave como la fuerza y la resistencia al agrietamiento.
Ejemplos del cálculo de la densidad
El primer ejemplo: es la densidad del hielo a 0º C = 0,917 g/mL y el segundo es el agua sola a 0º C = 0,999 g/mL, casi todas las mayorías de las sustancias se vuelve más densa en un estado sólido que líquido. Una densidad que cambia según la salinidad de esta.
Para una muestra de agua que tenga una composición isotópica de: δ18O = -9,5 ‰ y δ2 H= δD = -78‰ a una temperatura de 20,0º C con la presión atmosférica de 850.000 Pa. El valor de a5 evaluando la composición isotópica de agua siendo: a’5 = a5 + 0,233 . 10-3 δ18 0 + 0,016 6 . 10-3 δD = 999,971 44 kg . M-3. Esa densidad en la muestra del agua.
- Densidad absoluta:
Es la magnitud expresa por la relación de la masa y el volumen de una sustancia. Su unidad del Sistema Internacional es por kilogramo en metro cúbico, pero también se expresa por g/cm. - Densidad relativa:
Esta es la relación existente que hay entre la densidad y otros elementos a los que estén referidos, llevando a que sea una magnitud adimensional. Para los líquidos y sólidos la referencia a la densidad es la cantidad de agua líquida a la presión en 1 Atm. - Densidad media y densidad puntual:
En el sistema homogéneo, la expresión de masa/volumen se le aplica a cualquier parte de la región en el que el sistema siempre de el mismo resultado. Asimismo el sistema heterogéneo no tienden a mostrar la misma densidad en partes opuestas, en casos así lo que se hace es medir la densidad dividiendo la masa impuesta en el objetivo por el volumen o la densidad puntual que además cambia en cada punto. Se toma en cuenta que la hipótesis de la mecánica de medio continuos (rama de la física que propone un modelo unificado para la mecánica de sólidos) es únicamente válida hasta que llega a las escalas de 10-8m, debido a que las escalas atómicas no están bien definidas. - Densidad aparente:
Una magnitud colocada en los materiales de la constitución heterogénea, entre ellos se ubican a los porosos, ejemplos los suelos, conformando los cuerpos heterogéneos con intersticios del aire u otro elemento, de manera tal que densidad final del volumen en todo el material se vuelve mucho menor que la densidad encontrada en el material poroso en el caso de compactarse. La densidad aparente en un material no es una propiedad intrínseca sólo depende de su compactación, una densidad que se obtiene secando la muestra del suelo de un volumen conocido a unos 105 ºC hasta alcanzar el peso constante.
