A capacidade de converter unidades de massa, densidade e volume é uma das habilidades fundamentais necessárias para resolver problemas básicos de física e química. A massa, no sistema SI de unidades usado por padrão em todo o mundo na resolução de tais problemas, tem unidades de quilogramas (kg) e suas derivações, enquanto o volume tem unidades de metros cúbicos, ou m3, sendo o metro a unidade SI de comprimento. Correspondentemente, a densidade, que é massa por unidade de volume, é frequentemente expressa em kg / m3. Como as quantidades costumam ser menores em experimentos e medições do dia-a-dia, é comum ver a densidade expressa em g / cm3, ou gm / ml (um mililitro é definido como um centímetro cúbico). Um kg / m3 é igual a 1.000 g / cm3.
Derivando Massa do Volume
Digamos que você receba um volume conhecido de uma substância (água ou algum outro fluido, um metal ou qualquer outra coisa que se presuma ter uma distribuição uniforme ou quase uniforme de matéria) e peça para calcular sua massa. Para fazer isso, com base nas relações estabelecidas acima, você deve saber a densidade da substância e apenas sua densidade.
Desde densidade (ρ) é massa (m) dividido pelo volume (V), então a massa é igual à densidade vezes o volume:
\ rho = \ frac {m} {V}
Então
m = \ rho V
Densidades no mundo real
Várias tabelas online incluem as densidades de substâncias comuns. Por exemplo, água pura a uma temperatura de 4 ° C tem uma densidade de 1.000 kg / m3 ou 1 g / ml, novamente por definição. Os óleos são menos densos que a água, e é por isso que o componente de óleo de um molho para salada como o italiano flutua no topo da mistura. O leite, que é composto quase inteiramente de água, mas inclui açúcares, proteínas e (geralmente) gorduras, tem uma densidade 1,03 vezes maior que a da água.
Os metais são, via de regra, notavelmente mais densos do que os líquidos e variam muito de um para outro. O ouro, por exemplo, tem densidade de 19,3 g / ml. Isso significa que 1 m3 de ouro tem uma massa de:
m = 1000 \ times19.3 = 19.300 \ text {kg}
Como 1 kg = 2,204 libras, uma porção de ouro de um metro por um metro por um metro (do tamanho de uma mesa pequena) teria uma massa de 42.537 libras, mais de 21 toneladas.
Formulários
Visto que um navio marítimo moderno é feito principalmente de metal, como ele flutua? Para que algo flutue na água, ele deve ter menos massa do que a água que desloca. Isso é realizado como resultado de todo o espaço vazio incluído na construção do navio, como o espaço entre as camadas do casco de um navio. Quando um barco de metal, como uma canoa, é colocado na água,começaafundar porque o metal sólido é o que primeiro entra em contato com a água. Mas porque oNo geralA densidade da canoa é menor que a de um volume equivalente de água, mesmo com um ou dois passageiros adicionados, a maior parte permanece acima da superfície da água.
