La densidad es un término el cual es muy utilizado en el área de la química y de la física, la cual expresa la relación que existe entre la masa de una sustancia y el volumen que ocupa. La densidad es una propiedad que tienen las masas y está varía según la presión temperatura y los cambios de estados que sufre una masa. La unidad de medida viene expresada por Kg/m³ en el sistema internacional de unidades.

De acuerdo a la definición dada, la densidad se puede calcular a través de la siguiente formula:

D= m/V

Donde D es la densidad, m es la masa y V el volumen.

Para los líquidos y sólidos la densidad de referencia es la del agua que es un fluido universal, la cual es de 1000 Kg/m³ o 1 g/cm³ a una temperatura de 25°C, este valor se puede ver afectado por la temperatura y la presión.

Para los gases la densidad de referencia es la del aire a una presión de 1 atm (atmosfera) y con una temperatura de 0°C

Para el calculo de densidad hay que tener en cuenta que existen varios tipos.

Tipos de densidad:

La densidad absoluta: es la relación que existe entre la masa y el volumen de una sustancia, bien sea líquida, sólida o gaseosa. Donde se utiliza la siguiente fórmula:

D= m/V  

La densidad relativa: es la relación entre la densidad de una y otra sustancia. Donde se utiliza la siguiente fórmula:

Drel= D(sutancia x)/ D(sutancia y)

La densidad aparente: Este tipo de densidad se aplica a los materiales porosos como el suelo. La cual puede contener aire u otras sustancias incorporadas entre sus poros. Esta se calcula de forma similar a la densidad, pero se debe tener en cuenta que hay que agregar la masa y volumen del aire.

Densidad aparente = masa / volumen

Densidad aparente = (Masa de partículas + Masa del aire) / (Volumen de partículas + Volumen del aire).

Al momento de determinar la densidad se tiene en cuenta el principio de Arquímedes el cual es utilizado para conocer la densidad de una masa sólida. Este principio dice que un cuerpo parcial o totalmente sumergido en algún fluido tiene una fuerza ascendente conocida con el nombre de empuje, cuya magnitud es igual al peso del fluido que ha sido desplazado al sumergir el cuerpo.

Cambios de densidad: esta se ve afectada cuando ocurre un cambio en la presión, temperatura y cambios de estados, se puede decir que:

• Cuando ocurre un aumento en la presión, la densidad de los materiales aumenta, aunque el aumento más notable ocurre en los elementos que se encuentran en estado gaseoso.
• Cuando aumenta la temperatura, la densidad disminuye (teniendo en cuenta que la presión se mantiene constante).

El efecto de la temperatura y la presión en los líquidos y sólidos es muy pequeño, en cambio en los gases se ve afectada. Para describir la relación que existe entre estas tres magnitudes hay que tener en cuenta la ley de los gases ideales:

D= p M/R T

Donde p es la presión del gas, M la masa molar, T la temperatura absoluta y R es la constante universal de los gases ideales, el valor de R = 0.08205745(atm*L/mol*K)

La ley de los gases ideales se tiene que considerar lo siguiente:

• Se conserva el momento y la energía cinética cuando existe colisiones entre las moléculas.
• Esta energía es proporcional a la temperatura
• Los gases se aproximan a ser un gas ideal cuando son mono atómico.

En esta ley cuando se plantea la ecuación se tiene en cuenta la ley de Boyle, Avogadro, Charles y Gay-Lussac.

Ley de Boyle: En esta ley se tiene en cuenta la transformación que tiene un gas cuando la temperatura permanece constante.

Ley de Avogadro: Cuando se tiene volúmenes iguales de distintas sustancias gaseosas y son medidos en la misma presión y temperatura se puede decir que tienen el mismo número de partículas.

Ley de Chares: Se refiere a las transformaciones que tiene un gas a una presión constante. Y cuando la temperatura se aproxima al cero absoluto, tienen el mismo comportamiento.

Ley de Gay-Lussac: Se refiere a los cambios que sufre un gas cuando el volumen es constante.

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