Cómo calcular la masa a partir de la densidad

Calcula la densidad de un objeto sólido, un líquido o un gas midiendo su volumen, pesándolo para determinar su masa y usando la fórmula

dónde∂es densidad,metroes masa yVes el volumen. Es una operación matemática fácil reorganizar esta ecuación para que pueda calcular la masa a partir de la densidad:

Por qué querrías hacer esto? La masa debería ser fácil de determinar; todo lo que tienes que hacer es sacar la báscula y pesar un poco, ¿verdad? En realidad, no siempre puede hacer esto, especialmente cuando se trata de un líquido o un sólido muy pesado que es demasiado grande para su escala. Debido a que las densidades de la mayoría de los sólidos y líquidos están tabuladas, puede buscar la densidad de la sustancia en cuestión. Siempre que pueda medir el volumen ocupado por la sustancia, lo cual es fácil si está en un recipiente, sabrá su masa.

La densidad es una cantidad fija y, como nunca cambia, puede ser un factor de proporcionalidad entre la masa y el volumen de una sustancia determinada. En otras palabras, a medida que aumenta el volumen, también lo hace la masa. Si trazara valores crecientes de volumen contra los correspondientes aumentos de masa en un gráfico, obtendría una línea recta con pendiente igual a la densidad de la sustancia.

Sin embargo, por lo general, no es necesario que se tome la molestia de trazar un gráfico. Siempre que conozca la composición de un sólido, puede buscar la densidad en una tabla. Si tiene un líquido, querrá buscar su gravedad específica, que es la densidad en comparación con la densidad del agua. Por ejemplo, el peso específico del alcohol etílico es 0,787. Dado que la densidad del agua es 1 g / ml, eso significa que la densidad del alcohol es 0,787 g / ml.

Si tiene una solución de composición desconocida, no puede buscar su gravedad específica, pero puede medirla. La herramienta para hacer esto se llama higrómetro. Lo dejas flotar en el líquido y lees la gravedad específica de la marca graduada que apenas toca la superficie.

La densidad se mide en una variedad de unidades, que incluyen gramos / mililitro, kilogramos / metro cúbico y libras / pie cúbico. Cuando busque la densidad, asegúrese de que esté expresada en las unidades que está usando para medir el volumen, o obtendrá un valor inexacto para la masa. A continuación, se muestran algunos factores de conversión comunes

1 kg / m³ = 0,001 g / ml = 0,062 libras / pie³.

Si usa las unidades correspondientes para densidad y volumen, puede calcular la masa a partir de la densidad y obtenerla en las unidades correspondientes usando la ecuaciónmetro​ = ​∂V. Una vez que conozca la masa, siempre puede convertirla a diferentes unidades si es necesario.

1. ¿Cuál es la masa de un vial de 2 ml de tetracloruro de carbono?

La gravedad específica del tetracloruro de carbono es 1,589. Dado que el volumen de la muestra se mide en mililitros, divida la gravedad específica por la densidad del agua en g / ml para obtener la densidad en esas unidades. Al hacer esto, encontrará que la densidad es de 1.598 g / ml. Ahora es fácil usar la ecuación de conversión de densidad a masa para encontrar la masa:

2. ¿Cómo encuentras la masa de una gran estatua de oro sin pesarla?

Primero, mida el volumen, en litros, usando el método de desplazamiento de agua. A continuación, busque la densidad del oro, que es 19,320 kg / m³. Para convertir a gramos por litro, simplemente necesita multiplicar por 1, por lo que la densidad es 19,320 g / l. Ahora puedes calcular la masa a partir de la densidad usando la fórmulametro​ = ​∂Vy obtenga la respuesta en gramos.