DENSIDAD y PESO ESPECÍFICO

Un kilo de agua ocupa un volumen de un litro. Medio kilo de agua ocupa medio litro; y el volumen que ocupan 635,4 kilos es precisamente 635,4 litros. Al parecer, la proporción entre masa y volumen de agua es constante.

Pero elijamos otro líquido totalmente diferente del agua: pongamos el mercurio (que, aunque es un metal, es líquido). En una botella de litro podés meter 13,6 kilogramos de mercurio. Si la botella tuviese dos litros, cabrían 27,2 kilogramos; si en cambio se tratase de una botellita de apenas 100 centímetros cúbicos -o sea 0,1 litro- justo cabrían 1,36 kilos. Como ves, acá también ocurre que el cociente entre la masa y el volumen que ocupa un líquido es constante.

Podemos expresarlo así: para cualquier líquido:

A esta propiedad constante se la llama densidad y se la define como el cociente entre la masa y el volumen de una cantidad cualquiera de materia. En el caso del agua vale justamente 1 kg/l. Se designa con la letra minúscula griega rho, ρ.

Cada sustancia suele tener una densidad característica. Es una propiedad intrínseca, ya que no depende de la cantidad de sustancia que analicemos. Las unidades en las que se miden las densidades son cualesquiera que sirvan para medir masas, divididas por otras con la que midas volumen. La "oficial" será:

Y también éstas que siguen -todas muy utilizadas- que son equivalentes entre sí y 1 000 veces mayores que la unidad "oficial":

kg/L  =   kg/dm³  =   g/ml  =   g/cm³  =   mg/μl  =   mg/mm³

Si en lugar de considerar la masa de los cuerpos consideramos su peso, podemos definir una nueva magnitud, el peso específico, que es muy parecido a la densidad. Se designa con la letra minúscula griega gamma, γ.

Si además recordamos que el peso de cualquier cuerpo en las proximidades de la superficie terrestre es:

P = m . g

podemos relacionar densidad y peso específico:

γ = ρ . g

En la tabla siguiente van algunas sustancias de importancia biológica, sus densidades y pesos específicos. Como verás, no sólo hay líquidos.

OBSERVACIONES: fijate que los dos únicos gases que te puse en la tabla (aire frío y aire caliente) tienen una densidad unas 1 000 veces menor que el resto. En varias substancias aparece una indicación de temperatura; eso se debe a que casi todas las substancias se dilatan con el calor y, al variar el volumen, varía también su densidad; por eso se indica a qué temperatura fue determinada la que figura en la tabla. Para líquidos y sólidos esa variación es despreciable (directamente no la tengas en cuenta); pero para los gases es importante, no sólo la temperatura, también la presión.

CHISMES IMPORTANTES:

ATENCIÓN
Antiguamente en las publicaciones latinas se utiliza δ (delta) para densidad y
ρ (rho) para peso específico.

• La densidad aproximada del cuerpo humano es 0,95 kg/dm³; gracias a eso podemos flotar sin demasiado esfuerzo.
• La cuestión del flotamiento depende de la densidad. Y lo explico en el capítulo de Principio de Arquímedes.
• Una buena cantidad de personas confunde el concepto de densidad con el de viscosidad... tenés que estar alerta.

• ¿Cuál es la técnica para flotar "haciendo la plancha" y cuál su fundamento físico?
• El hecho de que la densidad del agua líquida valga 1, ¿es una casualidad o una propiedad tomada como patrón para un sistema de unidades?
• ¿Por qué la Tierra no tiene peso específico?