Densidad

Te explicamos qué es la densidad y algunas características de esta propiedad. Además, otros tipos de densidad que existen.

¿Qué es densidad?

El término “densidad” proviene del campo de la física y la química y alude a la relación que existe entre la masa de una sustancia (o de un cuerpo) y su volumen. Se trata de una propiedad intrínseca de la materia, ya que no depende de la cantidad de sustancia que se considere.

La densidad, propiedad que habitualmente se expresa en kilogramo por metro cúbico (kg/m³) o gramo por centímetro cúbico (g/cm³), varía en mayor o menor medida en función de la presión y la temperatura, y también con los cambios de estado.

Debido a la poca cohesión entre sus partículas, por lo general, los gases tienen menor densidad que los líquidos y los líquidos tienen menor densidad que los sólidos.

La densidad de la materia se asocia a menudo con la historia del filósofo griego Arquímedes, a quien encargaron la tarea de determinar si la corona de su rey había sido forjada usando oro puro o si había sido hecha de una aleación con otros metales.

Durante un baño de inmersión, Arquímedes se dio cuenta de que podía calcular el volumen de la corona sumergiéndola en agua y midiendo el desplazamiento del líquido, sin tener que fundirla o romperla, y que conociendo la densidad del oro (que es una constante) podía luego pesar la corona y determinar (usando la fórmula) si se trataba de oro puro o de una aleación (la densidad del oro habría variado al mezclarlo con otros metales).

Aunque existen excepciones, por lo general al aumentar la temperatura disminuye la densidad.

La densidad se puede definir de varias formas:

Densidad o densidad absoluta. Es la relación entre la masa y el volumen de una sustancia, ya sea sólida, líquida o gaseosa. Se representa por la letra griega rho (𝞺):
Donde m es la masa de una sustancia y V es su volumen.

Densidad relativa. Es la relación entre la densidad de una sustancia y la densidad de otra sustancia.
Donde 𝞺(sustancia X) es la densidad de la sustancia X y 𝞺 (sustancia Y) es la densidad de la sustancia Y, respecto a la cual se calcula la densidad relativa de X.

Densidad aparente. Se aplica a materiales porosos, que pueden tener aire u otras sustancias incorporadas entre sus poros. Se calcula de manera similar a la densidad, pero hay que agregar la masa de aire de la sustancia que ocupa los poros. También hay que incrementar el volumen de la sustancia, incorporando el volumen que ocupa la sustancia que ocupa los poros.
La densidad del agua es de 1 g/cm³ y la del plomo es 11,35 g/cm³. En estos dos ejemplos podemos ver cómo la densidad puede tomar valores muy distintos en diferentes materiales.

Ver además: Peso específico

Otros tipos de densidad

Densidad poblacional. Es un concepto demográfico que se refiere al número de habitantes por kilómetro cuadrado. China e India son ejemplos de países con muy elevada densidad poblacional, en tanto que los países nórdicos y Oceanía tienen baja densidad poblacional. Las áreas de gran densidad poblacional a menudo se asocian con problemáticas de vivienda, de contaminación del aire, de insuficiente infraestructura de servicios públicos, entre otros.
Densidad óptica. Es un parámetro físico que constituye la absorción de un elemento óptico a una longitud de onda dada por unidad de distancia. Este dato sirve para valorar el contenido de células, calidad de humos generados por distintas sustancias, potencia de un láser, filtros, etc.
Densidad de corriente eléctrica. Es la relación que existe entre la intensidad de corriente eléctrica que circula por un conductor por unidad de tiempo y por unidad de sección transversal.
Densidad de flujo magnético. También denominada «inducción magnética», es el flujo magnético que causa una carga eléctrica en movimiento por cada unidad de área normal a la dirección del flujo.
Densidad mineral ósea. En el campo de la medicina, esta medida refiere a la cantidad de minerales por unidad de superficie. Habitualmente se expresa en g/cm² y se establece para ciertos huesos de manera específica, como el fémur o la columna lumbar. Una baja densidad mineral ósea puede desencadenar osteoporosis, enfermedad en la que los huesos se encuentran con una muy baja proporción de minerales (fundamentalmente de calcio), por lo que se tornan demasiado porosos y, por ende, frágiles y quebradizos, aumentando así el riesgo de las personas a sufrir fracturas.

Ejemplos de la densidad de algunos compuestos y elementos a 20°C

Magnesio (Mg). 1,738 g/cm³
Calcio (Ca). 1,54 g/cm³
Hierro (Fe). 7,874 g/cm³
Molibdeno (Mo). 10,22 g/cm³
Plata (Ag). 10,5 g/cm³
Oro (Au). 19,3 g/cm³
Agua (H2O). 1 g/cm³
Aceite 0,92 g/cm³
Aire. 1,225 x 10^-3 g/cm³

Más en: Densidad de la materia