¿QUÉ ES LA DENSIDAD?
El concepto de densidad no es algo reciente, sino que se remonta a la antigüedad, en concreto, al año 250 A.C, año en el que el científico Arquímedes de Siracusa descubrió dicho concepto al darse cuenta de que la cantidad de agua que se desparramaba al introducir un objeto en un tubo de agua era igual en volumen al espacio que ocupaba dicho objeto.
Así, se puede definir la densidad como la relación entre el peso (masa) de cierta sustancia y el volumen que ésta ocupa.
Es una propiedad física de la materia que describe cómo de unidos están los átomos de un elemento o las moléculas de un compuesto.
Entonces, se puede decir que cuanto más unidas estén las partículas de una sustancia, más densa será ésta, ya que su masa está contenida en un volumen más pequeño, y cuanto menos unidas estén las partículas, menos densa será la sustancia.
Este fenómeno de la variación de la densidad resulta útil para la identificación de las distintas sustancias, ya que estas tendrán distintos valores de densidad.
Se puede decir que la masa es la cantidad de materia contenida en un objeto, y que ésta se suele medir en unidades de gramos (g), mientras que el volumen es la cantidad de espacio ocupado por la cantidad de materia y se suele medir en unidades de centímetros cúbicos (cm³) o mililitros (mL).
Este concepto de densidad da explicación a diversos fenómenos, de entre los cuales cabe mencionar tres de ellos, como son que un objeto flote en un fluido, que al encontrase dos fluidos diferentes uno quede por encima del otro, y que un globo de aire caliente sea capaz de flotar.
Primer fenómeno:
Algunos objetos tienen la habilidad de flotar en un fluido, mientras que otros se hunden, y esto se debe a que si un objeto es menos denso que el fluido en el que está sumergido, éste flotará, como ocurre con la madera en el agua, pero si el objeto es más denso que el fluido en el que está sumergido, éste se hundirá, como ocurre con el acero en el agua.
Entonces, si el acero es más denso que el agua, ¿cómo es posible que los barcos, que están hechos de acero, sean capaces de flotar en el agua?
Se consigue que los barcos floten en el agua debido a la gran cantidad de aire que hay dentro de ellos, ya que así se consigue que la densidad total del barco sea menor que la del agua. [7]
Esto mismo se puede aplicar a nosotros mismos, ya que lo que compone nuestro cuerpo es más denso que el agua, pero podemos flotar en ella debido a la gran cantidad de aire que hay en nuestros pulmones.
Así, ya mencionada la densidad del cuerpo humano, se puede preguntar lo siguiente: ¿tendrá más facilidad para flotar en el agua una persona delgada y musculosa, o una persona con mayor grasa corporal?
La respuesta sería que la persona con mayor grasa corporal tendrá mas facilidad para flotar en el agua que la persona delgada y musculosa, ya que la grasa es menos densa que el músculo. [8]
Segundo fenómeno:
El concepto de densidad también explica porqué cuando dos fluidos diferentes, como por ejemplo el aceite y el vinagre, se encuentran juntos dentro de un recipiente, uno tiende a subir y otro a quedarse en el fondo, dándose lugar el fenómeno de superposición, ya que uno es menos denso que el otro. [9]
Tercer fenómeno
La densidad se puede ver afectada por la temperatura, haciendo que los objetos se expandan al ser calentados y ocupen un volumen mayor, disminuyendo la densidad.
Esta variación de la densidad con la temperatura explica porqué un globo de aire caliente es capaz de flotar, ya que cuando el gas se calienta, este se expande y su densidad disminuye, y es menor que la del aire frío que se encuentra a su alrededor, haciendo que el globo flote. [10]
¿Se puede cambiar la densidad de una sustancia, como por ejemplo, el agua?
La respuesta es SÍ, se puede cambiar la densidad del agua, ya que si se le añade una sustancia que se disuelva en ella, como una sal, las partículas o moléculas de ésta se sumarán con las del agua, y la mezcla que resulta de esto es más densa que el agua por si misma.
Gracias a esto se puede explicar porqué somos capaces de flotar con mucha mayor facilidad en el mar que en una piscina, y esto es debido a la gran cantidad de sales que contiene el mar, haciendo que este agua sea mucho más densa que la de una piscina. [8]
Referencias
Figuras
[1] Figura 1: Volumen de agua desplazada al introducir un objeto. Fecha de acceso: 09/12/2021 https://edu.gcfglobal.org/es/aplicaciones-de-la-matematica/la-corona-del-rey-y-la-banera-de-arquimedes/1/
[2] Figura 2: Relación de la densidad con la masa y el volumen. Fecha de acceso: 09/12/2021 https://ecuacionde.com/densidad/
[3] Figura 3: Volumen de agua desplazada al introducir un objeto. Fecha de acceso: 09/12/2021 https://www.mt.com/es/es/home/applications/Application_Browse_Laboratory_Analytics/Density/density-measurement.html
[4] Figura 4: Principio de Arquímedes. Fecha de acceso: 09/12/2021 https://www.lifeder.com/principio-de-arquimedes/
[5] Figura 5: Torre de líquidos no miscibles y sólidos de diferentes densidades. Fecha de acceso: 09/12/2021 http://paginas.fisica.uson.mx/beatriz.zaragoza/archivos/05a-fisicageneral.pdf
[6] Figura 6: Principio de vuelo de un globo aerostático. Fecha de acceso: 09/12/2021 http://www.gaiaciencia.com/2014/09/polemica-en-las-alturas/
Contenido
[7] Fecha de acceso: 09/12/2021 - https://www.visionlearning.com/es/library/Ciencias-Generales/3/Densidad/37
[8] Fecha de acceso: 09/12/2021 - https://cuentitisaguda.com/explicar-la-densidad-a-ninos-con-experimentos-sencillos/
[9] Fecha de acceso: 09/12/2021 - http://supercientificosblog.blogspot.com/2015/12/la-densidad-de-los-materiales-tal-y.html
[10] Fecha de acceso: 09/12/2021 - http://www.gaiaciencia.com/2014/09/polemica-en-las-alturas/
Autores: Carmen María Cuesta Chamorro y Juan José Alcázar Ríos. 09/12/2021
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