Afinal, o que é densidade? Esse é um conceito bastante discutido no Exame Nacional do Ensino Médio (Enem) e Vestibulares que você precisa dominar. Isso porque ela é uma grandeza que está relacionada com a concentração da massa sobre determinado volume.
Sabe aquela questão da água e o óleo que não se misturam? Pois bem, isso é um exemplo claro de como a densidade influencia o nosso meio. Então, para você entender sem deixar passar nada, preparamos este resumo e explicaremos como este conceito cairá no Enem 2022, trazendo também um exemplo prático. Vamos lá?
O que é densidade?
O termo densidade é uma propriedade específica da matéria que está relacionada com a massa sobre o volume. Dessa forma, são essas diferenças que demonstram se o material flutuará, ou não, sobre o fluido.
Ou seja, ela também depende de fatores como temperatura e pressão, pois os materiais sofrem contração e dilatação a depender de sua variação. Ainda não entendeu? Calma que a gente explica a definição.
Vamos tomar como exemplo dois materiais — a clássica comparação do quilo de chumbo com o de algodão. Se perguntassem para você qual pesa mais, a resposta seria óbvia: os dois têm a mesma massa. Contudo, e a densidade? Ela também seria a mesma?
É aqui que entra a essência do tema. Isso porque, para o algodão alcançar a mesma massa do quilo de chumbo, seria necessário vários chumaços, ocupando maior volume. E o chumbo, apenas um bloco. Assim sendo, este último seria denominado mais denso, ou seja, mais “concentrado”.
Outro exemplo claro que mostra a aplicação desse significado no dia a dia seria a própria água — quando há o congelamento, os seus átomos ficam espaçados, proporcionando o efeito de dilatação. Assim, ela ocupa mais espaço, pois a concentração das moléculas diminui e, devido a isso, torna-se menos densa. Portanto, o gelo, embora sólido, fica mais leve do que em estado líquido, fazendo-o flutuar.
Além disso, a densidade é muito importante no dia a dia, como nas construções de embarcações, principalmente em definir se o material auxiliará a flutuar. Então, junto deste conhecimento, a engenharia naval explora formas eficientes para manter gigantescas estruturas sobre a água.
Em qual matéria densidade está inserida?
A densidade é um tema bastante abrangente que engloba as áreas de conhecimento como Física, Matemática e tantas outras mais específicas. Contudo, para não haver confusão, ela é considerada pertencente à Química, devido a sua grande importância na determinação das propriedades da matéria e também por estar relacionada com a composição atômica das substâncias.
Afinal, esse é o fator estrutural que determina as conformidades e suas interações moleculares, as quais fazem parte do nosso meio. Por exemplo, a madeira se torna mais leve que a água devido à estrutura molecular da celulose, principal componente que a compõe. Dessa forma, apresenta compartimentos “ocos”, deixando-a porosa e, assim, facilmente flutuante sobre esse líquido.
Como estudar densidade para o Enem?
Para dominar bem esse tema do Enem e demais vestibulares, é fundamental compreender que essa grandeza está relacionada com a massa e o volume de um material. Matematicamente, é retratada pela seguinte fórmula:
Sendo que:
- d: densidade do material, a qual pode ser medida em quilo por centímetro cúbico (kg/cm³), grama por centímetro cúbico (g/cm³) por exemplo;
- m: massa do material, medida em kg ou g;
- v: volume expressado em metro cúbico (m³), cm³ e mililitro (ml).
Porém, lembre-se sempre que o volume é um fator variável conforme a temperatura e pressão do meio, combinado?! É só associar o cubo de gelo flutuando sobre a água em um copo — afinal, os dois são feitos pela mesma substância, mas submetidas a situações distintas, com 1,00 g/cm³ no estado líquido e 0,92 g/cm³ quando está sólida.
Além disso, nas questões contextualizadas de densidade Enem 2022, é comum ela vir associada à dinâmica dos fluidos, especialmente com empuxo. Então, se você não domina esse assunto, é só revisá-lo aqui.
Exemplo prático sobre densidade que cai no Enem
Agora que você conhece os principais tópicos sobre o tema densidade para o seu preparatório do Enem e vestibulares, vamos praticar? Confira um exemplo!
Enem 2012 – Questão 77
Um consumidor desconfia que a balança do supermercado não está aferindo corretamente a massa dos produtos. Ao chegar a casa resolve conferir se a balança estava descalibrada. Para isso, utiliza um recipiente provido de escala volumétrica contendo 1,0 litro d’água. Ele coloca uma porção dos legumes que comprou dentro do recipiente e observa que a água atinge a marca de 1,5 litro e também que a porção não ficará totalmente submersa, 1/3 de seu volume fora d’água.
Para concluir o teste, o consumidor, com ajuda da internet, verifica que a densidade dos legumes, em questão, é a metade da densidade da água, onde, ρ água = 1 g/cm³. No supermercado a balança registrou a massa da porção de legumes igual a 0,500 kg (meio quilograma). Considerando que o método adotado tenha boa precisão, o consumidor concluiu que a balança estava descalibrada e deveria ter registrado a massa da porção de legumes igual a:
a) 0,073 kg.
b) 0,167 kg.
c) 0,250 kg.
d) 0,375 kg.
e) 0,750 kg.
Resposta correta: alternativa D. Para resolver a questão, é preciso entender noções de empuxo e interpretar se o legume flutua ou não sobre a água. Nesse caso, como foi pesado meio quilo, teoricamente ele não flutuará e, logo, o empuxo não vai equilibrar o peso.
Dessa forma, temos:
- volume que está fora: ⅓ do total;
- volume dentro: ⅔ do total, ou seja: 0,5 L;
- volume total: 0,75 L.
Como foi usado 1L de água na escala volumétrica, pesou-se a massa de legumes que deu 0,5 kg, sendo possível calcular a sua densidade. Temos:
Mlegume = ρlegume.V
ρlegume = 0,5 . 1
ρlegume = 0,5 kg/L
Depois de encontrar a densidade dos legumes, agora conseguimos matar a questão aplicando o volume total calculado para descobrir a porção de legumes referente:
Mlegume = ρlegume.V
Mlegume=0,5.0,75= 0,375 kg
Tudo preparado para arrasar com este tema no Enem?
Já se garante sobre densidade no Enem e Vestibulares? Além de fixar a fórmula e as definições abordadas aqui, lembre-se de entender os conceitos de fluidos, como o empuxo, pois as questões podem vir contextualizadas sobre estes assuntos, fechado?
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