27.2: Densidad
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La densidad de una pequeña cantidad de materia se define como la cantidad de masa\(\Delta M\) por el volumen\(\Delta V\) de ese elemento de materia,
\[\rho=\dfrac{\Delta M}{\Delta V} \nonumber \]
La unidad SI para densidad es el kilogramo por metro cúbico,\(\mathrm{kg} \cdot \mathrm{m}^{-3}\). Si la densidad de un material es la misma en todos los puntos, entonces la densidad viene dada por
\[\rho=M / V \nonumber \]
donde M es la masa del material y V es el volumen de material. Un material con densidad constante se llama homogéneo. Para un material homogéneo, la densidad es una propiedad intrínseca. Si dividimos el material en dos partes, la densidad es la misma en ambas partes,
\[\rho=\rho_{1}=\rho_{2} \nonumber \]
Sin embargo, la masa y el volumen son propiedades extrínsecas del material. Si dividimos el material en dos partes, la masa es la suma de las masas individuales
\[M=M_{1}+M_{2} \nonumber \]
como es el volumen
\[V=V_{1}+V_{2} \nonumber \]
La densidad se tabula para diversos materiales en el Cuadro 27.1.
Cuadro 27.1: Densidad para Varios Materiales (A menos que se indique lo contrario, todas las densidades dadas están en condiciones estándar para temperatura y presión, es decir, 273.15 K (0.00 °C) y 100 kPa (0.987 atm).
\ [\ begin {array} {|l|l|}
\ hline\ text {Material} &\ begin {array} {c}
\ text {Densidad,}\ rho
\\ mathrm {kg}\ cdot\ mathrm {m} ^ {-3}
\ end {array}\
\ hline\ text {helio} & 0.179\
\ hline\ begin {array} {l}
\ text {Aire (en el mar}\
\\ texto {nivel)}
\ end {array} & 1.20\\
\ hline\ texto {Espuma de poliestireno} & 75\\
\ hline\ begin {array} {l}
\ texto {Madera}\\
\ texto {sazonado,}\\
\ texto {típico}
\ end {array} & 0.7\ times 10^ {3}\
\ hline\ text {Etanol} & 0.81\ veces 10^ {3}\
\ hline\ text {Hielo} & 0.92\ veces 10^ {3}\
\ hline\ text {Agua} & 1.00\ veces 10^ {3}\
\ hline\ text {Agua de mar} & 1.03\ tiempos 10^ {3}\\
\ hline\ texto {Sangre} & 1.06\ veces 10^ {3}\
\ hline\ texto {Aluminio} & 2.70\ veces 10^ {3}\
\ hline\ texto {Hierro} & 7.87\ veces 10^ {3}\
\ hline\ texto {Cobre} & 8.94\ veces 10^ {3}\
\ hline\ text {Plomo} & 11.34\ veces 10^ {3}\
\ hline\ texto {Mercurio} & 13.55\ veces 10^ {3}
\\ hline\ text {Oro} & 19.32\ veces 10^ {3}\
\ hline\ texto {Plutonio} & 19.84\ veces 10^ {3}\
\ hline\ texto {Osmio} & 22.57\ veces 10^ {3}\\
\ hline
\ end {array}\ nonumber\]
Si examinamos un elemento de pequeño volumen de un fluido, consiste en moléculas que interactúan a través de fuerzas intermoleculares. Si estamos estudiando el movimiento de cuerpos colocados en fluidos o el flujo del fluido a escalas que son grandes en comparación con las fuerzas intermoleculares entonces podemos considerar que el fluido es continuo y cantidades como la densidad variarán suavemente de punto a punto en el fluido.