Qué es densidad
Este término es definido como la magnitud o capacidad para medir la cantidad de masa existente en el volumen de una sustancia determinada. Dentro de las áreas de química y física, la definición del término dentro de un enfoque del material químico, líquido o gaseoso hace juego con su etimología, es decir, se basa en la relación entre la masa y el volumen.
El término está representado por la P, la cual va igual a la masa, es decir, M y la V que significa volumen. Con todo esto, se deduce que el término es proporcional al volumen, esto quiere decir que mientras menos volumen ocupe la masa, la consistencia será mayor. La fórmula de densidad en sus diferentes áreas, es p=m/v.
Este término forma parte de las propiedades físicas de la materia, por lo cual se puede observar en diferentes estados, es decir, gaseoso (densidad del aire), líquido (densidad de un líquido) o sólida (densidad física). Los términos más empleados en diferentes partes del mundo son densidad del alcohol, densidad del aceite, entre otros.
Este término tiene su origen en el latín densitas, cuyo significado hace alusión a la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo o sustancia.
Historia de la densidad
De acuerdo a la historia, el encargado de determinar si realmente el orfebre de Hierón II de Siracusa estaba desfalcando oro en la fabricación de la corona dedicada a los dioses, fue Arquímedes. Él se dió cuenta que sustituyeron el oro por otro metal que, para la época, era más barato que el oro y tenía un proceso denominado aleación.
Arquímedes propuso aplastar la corona con forma irregular o simplemente fundirla, de esta manera, se darían cuenta si era auténtica en oro, además, su volumen se calcularía fácilmente de acuerdo a la masa, sin embargo, el rey no estaba de acuerdo porque eso supondría la destrucción de la corona.
Fue entonces que Arquímedes, gracias a un baño de inmersión, se dio cuenta que podía calcular el volumen de aquella corona a través del desplazamiento del agua, de esta forma, encontró el volumen y pudo multiplicarlo por la consistencia del oro que debía tener realmente, tomando en cuenta que el número del oro es bastante alto a cualquier otro metal existente, pero si se aleaba, entonces el número disminuye.
A partir de allí, comenzó a conocer el término y fue estudiado por diferentes científicos, como Henry Cavendish, quien pudo medir la consistencia de la tierra. Anteriormente, las unidades de medida variaban de acuerdo al país. Ahora cada científico se acoge a un concepto diferente, pues su evolución sigue en pie.
Características de la densidad
Las características se distribuyen entre la medición, sus instrumentos, unidades y fórmulas y los cambios producidos.
Medición
Se obtiene tanto directa como indirectamente. Si se hace de forma indirecta, se debe medir el volumen y la masa por separado para luego calcular la consistencia. La masa se mide con balanzas, en cambio, el volumen se mide logrando determinar la forma del cuerpo y midiendo cada dimensión o desplazamiento del líquido, claro está, cuando se trata de la densidad de un líquido.
- Instrumentos: los más comunes para medir la consistencia son el densímetro (líquido), el picnómetro (sólidos, gases y líquidos), balanza hidrostática (sólidos) y balanza de mohr (líquidos).
- Unidades: las unidades de medida más empleadas son el kilogramo por metros cúbicos, es decir, kg/m³, en el Sistema Internacional de Unidades (SI). También está el gramo por centímetro cúbico, g/cm³, kilogramo por litro cúbico, kg/L³, entre otros.
- Fórmula: la fórmula es d=m/v., es decir, la densidad es igual a masa por volumen.
Cambios de densidad
La densidad no es más que una sustancia que tiende a variar de acuerdo a la temperatura, presión o en los cambios de estados que tenga, empíricamente, se ha establecido que cuando la presión aumenta, la consistencia de los materiales estables también van a aumentar, más notable aún en los gases y de forma casi imperceptible en los sólidos y líquidos.
La regla general es que cuando la temperatura aumenta, la consistencia tiende a disminuir, pero existen algunas excepciones, entre ellas, la densidad del agua dulce, la cual crece en puntos de fusión de 0°c a 4°c.
De formas prácticas y de acuerdo a los tipos de problemas que se pretendan solucionar, los sólidos y líquidos se entienden con consistencias estables y constantes, esto sucede porque las variaciones que se presentan en dilataciones o contracciones ocurren por cambios pequeños de temperatura y presión.
Tipos de densidad
Se trata de la amplitud del término y todo lo que abarca en las diferentes ciencias, entre ellas, están las consistencias absolutas, relativas, medias y aparentes.
Densidad absoluta
No es más que la magnitud intensiva de la materia, la cual es empleada para expresar la relación existente entre el volumen y la masa de una sustancia determinada, entonces, se formula en kg/m³.
Densidad relativa
Es definida como aquella consistencia que existe entre una sustancia de acuerdo a otra tomada como una referencia, originalmente se emplea la consistencia con referencia del agua a presiones de atmósferas a 4°c, en la cual las condiciones de densidad del agua es de al menos 1000 kg/cm³.
Densidad media
Se define como aquella que es calculada en sistemas heterogéneos, entonces se divide la masa del cuerpo por el volumen que posee.
Densidad aparente
No es más que aquella que logra representar aquellos materiales constituidos por cuerpos heterogéneos, ejemplo, el suelo, el cual se compone por sustancias variadas y posee intersticios de aire, es por esta razón que su consistencia es inferior a cuando se encuentra compacto.
Ejemplos de densidad
Estos ejemplos se basan en la importancia de la consistencia y la cual tiende a emplearse día a día, entonces, se aplica de la siguiente manera.
- Consistencia de la nafta: 0,70 g/cm³
- Del hielo: a 0°c es de 0,92 g/cm³
- Del mercurio: a 20°c es de 13,6 g/cm³
- Consistencia de un colchón estándar de gomaespuma: 28 kg/m³
- Población de méxico en el año 2010: 5862 habitantes/hm²
- Consistencia de madera del pino Parana seco: 500 kg/m³.
- Consistencia de madera de algarrobo negro seco: 800 kg/m³.
- Del helio: a 20°c es de 0,000178 g/cm³
- Del uranio: a 20°c es de 19,1 g/cm³
- Consistencia de los árboles que están en proceso de regeneración en el bosque andino-patagónico: de 20.000 a 40.000 ejemplares.
Densidad demográfica
Se trata del número de personas que de acuerdo a la unidad de superficie, habitan en un determinado territorio. Aunque la densidad de población no puede reflejar realmente un número preciso, se utiliza como algo relativo, por eso se denomina también como una población relativa.
Características
Existen diferentes factores que intervienen en el número de habitantes de una región, por ejemplo, su relieve, pues las tierras bajas y llanuras tienen más población en comparación a las tierras altas y montañas. También está el factor del clima y, por consiguiente, la capacidad que tienen las personas para tener recursos.
También está el factor político como la paz y la estabilidad en la nación, la economía, es decir, el acceso a los servicios, bienes y empleos que pueden incidir en las preferencias de las personas al momento de distribuirse.
Medición
El número de la población se expresa en individuos por kilómetros cuadrados, es decir, densidad= población/territorio. Esto se calcula para encontrar el equilibrio entre los recursos que ya existen con la utilización de los mismos, la cual queda de parte de las personas que habitan el territorio.
Ejemplos
Mónaco cuenta con una población de 19.307 hab/km2, Singapur cuenta con 8.017 hab/km2, Bahréin cuenta con 2.616 hab/km2, la ciudad del vaticano con 1.828 hab/km2, Malta cuenta con una población de 1.387 hab/km2, Maldivas con 1.188 hab/km2, Bangladesh con 1.145 hab/km2 y Barbados con 660 hab/km2, todos estos son aproximados.
