A densidade é uma propriedade intensiva . Permanece constante independentemente da quantidade de substância ou do tamanho do sistema. Em outras palavras, a densidade de um material será a mesma, quer você tenha uma quantidade pequena ou grande dessa substância.
Bem, essa foi apenas uma resposta simples. Mas há mais algumas coisas que você deve saber sobre esse assunto que deixarão seu conceito muito claro.
Então, vamos direto ao assunto.
Principais conclusões: a densidade é uma propriedade intensiva ou extensiva?
- A densidade é uma propriedade intensiva porque permanece constante independentemente do tamanho ou quantidade da amostra, dependendo apenas da natureza da própria substância.
- Propriedades estendidas, como massa e volume, variam dependendo da quantidade de material presente, enquanto a densidade não.
- A densidade é medida de forma diferente para sólidos, líquidos e gases usando vários métodos, como o princípio de Arquimedes, medidores de densidade e as leis dos gases.
Por que a densidade é uma propriedade intensiva?
A densidade é considerada uma propriedade intensiva porque não depende da quantidade ou tamanho do material que está sendo medido; depende unicamente da natureza da própria substância.
Propriedades intensivas são aquelas que permanecem constantes independentemente do tamanho ou quantidade da amostra, tornando-as úteis para identificar e caracterizar substâncias independentemente da sua massa ou volume.
Aqui está porque a densidade é uma propriedade intensiva:
- Independente de massa: A densidade é definida como massa por unidade de volume (densidade = massa/volume). Como a massa está no numerador e o volume no denominador, a massa é cancelada ao comparar as densidades de diferentes amostras. Portanto, não importa quanta substância você tenha, sua densidade permanecerá a mesma.
- Independente de volume: Da mesma forma, como o volume está no denominador, não importa quanta substância você tenha. A densidade permanecerá constante para um determinado material sob condições específicas.
Por analogia, consideremos a cor: assim como a densidade, a cor também é uma propriedade intensiva. Quer você tenha uma amostra grande ou pequena de uma substância colorida, a cor permanecerá a mesma.
No entanto, propriedades extensivas, como massa e volume, dependem da quantidade de material e não são constantes para diferentes tamanhos de amostra.
As propriedades intensivas são essenciais na ciência e na engenharia porque permitem que cientistas e pesquisadores identifiquem e descrevam materiais sem se preocupar com o tamanho ou a quantidade da amostra examinada.
Por que a densidade não é uma propriedade extensiva?
A densidade não é uma propriedade extensiva porque não depende do tamanho ou da quantidade do material que está sendo medido. Em contraste, as propriedades estendidas variam dependendo da quantidade de material presente.
A densidade permanece constante para uma determinada substância sob condições específicas, quer você tenha uma amostra grande ou pequena do material.
Uma propriedade extensa é diretamente proporcional ao tamanho ou quantidade do material. Por exemplo, massa e volume são propriedades estendidas. Se você duplicar a quantidade de uma substância, sua massa e volume também dobrarão.
Porém, a densidade da substância permanecerá a mesma porque a massa e o volume mudam proporcionalmente, anulando-se no cálculo da densidade (densidade = massa/volume).
Em resumo, a densidade é uma propriedade intensiva porque independe do tamanho ou da quantidade do material, ao contrário das propriedades extensivas que mudam com a quantidade de material presente.
Como é medida a densidade de sólidos, líquidos e gases?
A densidade é medida de forma diferente para sólidos, líquidos e gases devido aos seus estados físicos distintos. Veja como a densidade normalmente é medida para cada um:
Medição de densidade para sólidos:
- Princípio de Arquimedes: Para objetos sólidos de formato irregular,o princípio de Arquimedes é frequentemente usado. Afirma que a força de impulso que atua sobre um objeto submerso é igual ao peso do fluido deslocado. Medindo a mudança no peso quando o objeto é imerso em um fluido (geralmente água), a densidade do sólido pode ser calculada.
- Medição de massa e volume: Para sólidos de formato regular, você pode medir sua massa usando uma escala e seu volume usando métodos geométricos (por exemplo, usando réguas, um paquímetro ou o movimento da água). Em seguida, divida a massa pelo volume para obter a densidade.
Medição de densidade para líquidos:
- Hidrômetro: Um hidrômetro é um dispositivo que mede a densidade de um líquido. Funciona segundo o princípio de que a flutuabilidade do hidrômetro muda com a densidade do líquido. O hidrômetro geralmente flutua no líquido e o valor em que ele flutua indica a densidade.
- Picnômetro: Um picnômetro é um recipiente especializado usado para medir com precisão a densidade de pequenas quantidades de líquido. O picnômetro é primeiro pesado vazio, depois preenchido com um volume conhecido de líquido e pesado novamente. A densidade é calculada usando a massa e o volume do líquido.
Medição de densidade para gases:
- Lei dos gases: Para gases, a densidade é frequentemente determinada usando a lei dos gases ideais , que relaciona a densidade de um gás à sua pressão, temperatura e massa molar. Medindo esses parâmetros e aplicando a equação da lei dos gases ideais , você pode calcular a densidade do gás.
- Métodos experimentais: Na prática, diversas técnicas experimentais são utilizadas para medir a densidade de gases, como o uso de densímetros de gases ou equipamentos especializados baseados no princípio da efusão ou deslocamento de gases.
É importante observar que a temperatura e a pressão podem afetar significativamente a densidade dos materiais, especialmente dos gases. Portanto, ao reportar valores de densidade, é habitual incluir as condições de temperatura e pressão sob as quais a medição foi realizada (por exemplo, temperatura ambiente e pressão atmosférica).
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