Compreendendo a densidade
Lutas de travesseiros são muito divertidas. Travesseiros geralmente são preenchidos com um enchimento macio e fofo, como penas. As penas são ideais para guerras de travesseiros porque têm uma densidade baixa – não doem muito quando você balança um travesseiro cheio delas para seu amigo. Nesta lição, aprenderemos sobre densidade e observaremos a densidade de objetos como penas, algodão doce e tijolos.
Densidade é uma palavra que usamos para descrever quanto espaço um objeto ou substância ocupa (seu volume) em relação à quantidade de matéria naquele objeto ou substância (sua massa). Outra forma de colocar isso é que a densidade é a quantidade de massa por unidade de volume. Se um objeto for pesado e compacto, ele terá alta densidade. Se um objeto for leve e ocupar muito espaço, ele terá uma densidade baixa.
Portanto, se sabemos o volume e a massa de um objeto, podemos calcular a densidade usando a equação densidade = massa / volume.
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Encontrando Massa e Volume
Massa
Como vamos encontrar essas duas propriedades da matéria? Vamos começar com a massa , que aprendemos é uma medida da quantidade de matéria em um objeto ou substância. A massa é muito importante porque é uma medida universal – é usada por cientistas de todo o mundo e até mesmo por astronautas na Estação Espacial Internacional. Isso porque, ao contrário do peso, a massa não muda devido às mudanças na gravidade. Um grande bloco de gelo, por exemplo, pesa muito menos no espaço devido à menor gravidade, mas sua massa é sempre a mesma.
A massa é medida em gramas (expressa como g) e quilogramas (expressa como kg). Normalmente usamos uma balança para medir a massa, mas também podemos encontrar a massa medindo o peso da Terra de um objeto com uma escala de peso. Então, os cientistas podem calcular a massa aplicando uma fórmula complexa que divide o peso pela força da gravidade.
Volume
Volume – quanto espaço um objeto ou substância ocupa – é medido em metros cúbicos, mas você o verá mais comumente na forma simplificada de litros (expresso como L) e mililitros (mL). Costumamos usar copos medidores (como os da sua cozinha!) Para descobrir quanto volume uma substância tem, embora também possamos encontrar o volume de um objeto medindo seus lados.
Diríamos que um sofá tem mais volume do que uma cadeira, porque um sofá ocupa mais espaço. Imagine sua banheira cheia de areia e sua pia de banheiro cheia de areia – a areia da banheira teria muito mais volume (ocuparia muito mais espaço) do que a areia da pia.
Exemplos de densidade
Vamos praticar nosso novo conhecimento sobre densidade para encontrar e comparar a densidade de objetos comuns.
Algodão Doce Versus Açúcar
Você já comeu algodão doce? É leve e fofo porque é feito transformando o ar em açúcar. Digamos que medimos uma bola de algodão doce e descobrimos que ela tem um volume de 3 litros e uma massa de 30 gramas. Agora, vamos medir um saco de açúcar. Tem um volume de 3 litros e uma massa de 2.000 gramas.
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Agora, vamos encontrar a densidade de cada resolvendo as equações:
- Densidade do algodão doce = 30 gramas / 3 litros. Dividimos 30 por 3 para obter nossa resposta: 10 gramas por litro (que também pode ser apresentado como 10 g / L).
- Densidade de açúcar = 2.000 gramas / 3 litros. Dividimos 2.000 por 3 para obter nossa resposta: 667 gramas por litro (que também pode ser apresentado como 667 g / L).
Como podemos ver, a densidade da sacola de açúcar (667 g / L) é muito maior do que a densidade do algodão doce (10 g / L).
Tijolos versus penas
Vamos tentar outro. Uma ótima pergunta capciosa para fazer aos seus amigos é: » O que tem mais massa, 100 kg de penas ou 100 kg de tijolos? » É provável que seus amigos digam que os tijolos têm mais massa, mas os tijolos e as penas, na verdade, ambos têm a mesma massa: 100 kg.
Embora tenham a mesma massa, as penas têm muito mais volume do que os tijolos. Imagine 100 kg de tijolos – seriam necessários 50 litros, o que dá cerca de seis caixas de sapatos. Agora imagine 100 kg de penas – levaria até 40.000 litros, o que é cerca de dois caminhões. Isso porque você precisa de um monte de penas para igualar a mesma quantidade de matéria que existe nos tijolos.
Agora vamos encontrar as densidades exatas de nossos tijolos e penas:
- Densidade de tijolos = 100 quilogramas / 50 litros = 2 kg / L.
- Densidade de penas = 100 quilogramas / 40.000 litros = 0,025 kg / L.
Resumo da lição
A densidade mede a massa de um objeto ou substância em comparação com seu volume. A equação que usamos para encontrar a densidade é: densidade = massa / volume . Se um objeto for pesado e compacto, ele terá alta densidade. Se um objeto for leve e ocupar muito espaço, ele terá uma densidade baixa.