Massa volúmica: Conceito e cálculo

Explicação

Medir a massa de uma substância significa medir a quantidade de matéria presente. Medir o volume de uma substância significa medir o espaço que a matéria ocupa.

A massa volúmica ( $\rho$ ) é a divisão entre a massa e o volume de uma substância:

$\rho=\dfrac{m}{v}$

A unidade do sistema internacional da massa volúmica é ${kg}/{m^3}$ , contudo para matérias sólidas e líquidas é comum utilizar-se ${g}/{cm^3}$ e para matérias gasosas ${g}/{dm^3}$ .

Quanto mais espaços vazios existirem entre os corpúsculos que constituem uma substância, maior é o volume por ela ocupada e, por isso, menor é a massa volúmica dessa substância.

Exemplo

A massa volúmica da borracha é muito superior à da esferovite, uma vez que, para um mesmo volume, a massa de borracha é muito superior.

Nota: A massa volúmica também é designada por densidade de uma substância.

Caracterização de substâncias

A massa volúmica é sempre a mesma para uma dada substância, a uma dada temperatura.

Se tens uma maior massa de substância, esta também vai ter maior volume e, assim, ao calcular a massa volúmica, o valor encontrado será sempre igual.

Exemplo

Cilindro de cobre $1$ , a $20ºC$	$m=53{,}4\,g$	$v=6\,cm^3$	$\rho=\dfrac{53{,}4}{6}\Leftrightarrow \rho=8{,}9\,g/cm^3$
Cilindro de cobre $2$ , a $20ºC$	$m=89\,g$	$v=10\,cm^3$	$\rho=\dfrac{89}{10}\Leftrightarrow\rho=8{,}9\,g/cm^3$
Cilindro de cobre $3$ , a $20ºC$	$m=133{,}5\,g$	$v=15\,cm^3$	$\rho=\dfrac{133{,}5}{15}\Leftrightarrow \rho=8{,}9\,g/cm^3$

Nota: $\rho=8{,}9\,g/cm^3$ significa que, a $20ºC$ , ${1}\,cm^3$ de cobre tem $8{,}9\,g$ .

A importância da temperatura

No geral, a densidade de líquidos é menor do que a de sólidos.

No entanto, a água é uma exceção: No estado líquido tem massa volúmica igual a $1\,g/cm^3$ , mas no no estado sólido (gelo) tem massa volúmica inferior. Isto deve-se ao aumento de volume quando a água solidifica.

Dica: Como a densidade do gelo é menor que a da água líquida, o gelo consegue flutuar na água.

Pureza das substâncias

O cálculo da massa volúmica de uma substância, para além de permitir identificar qual é a substância também permite perceber se esta é pura ou impura.

Uma substância pura tem o valor de massa volúmica igual ao valor tabelado, enquanto que uma substância impura ou misturada com outros materiais vai ter um valor de massa volúmica diferente do valor de tabela.