Massa volúmica
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A massa volúmica ou massa volumétrica, define-se como a propriedade da matéria correspondente à massa por volume, ou seja, a proporção existente entre a massa de um corpo e seu volume. Desta forma pode-se dizer que a massa volúmica mede o grau de concentração de massa em determinado volume.
Densidade é a relação entre a massa volúmica da matéria em causa e a massa volúmica de matéria de referência (a água é geralmente tomada como referência). É uma grandeza sem dimensões, devido ao quociente. Quando se diz que um corpo tem uma densidade de 5, quer dizer que tem uma massa volúmica 5 vezes superior à da água (no caso dos sólidos e líquidos).
As designações de densidade absoluta e densidade, por vezes utilizados na língua portuguesa como sinônimos de massa volúmica, devem ser evitadas, devido à confusão e ambigüidade que podem originar. Na língua inglesa, o nome ‘density’ designa massa volúmica, pelo que não deve ser traduzido para ‘densidade’.
Massa volúmica da água à pressão normal e à temperatura de 4 ºC, nesta situação a massa volúmica da água é máxima e igual a 1,00 g/cm³).
O gelo ou a água no estado sólido possui uma massa volúmica inferior daquela apresentada pela água em seu estado líquido.
Para definir a densidade nos gases utiliza-se como massa volúmica de referência o ar, que nas condições PTN (temperatura de 0 ºC e pressão atmosférica 105 Pa) corresponde a 1,2928 kg/m³.
Quando aumentamos a temperatura de um determinado fragmento de matéria, temos um aumento do volume fixo desta, pois haverá a dilatação ocasionada pela separação dos átomos e moléculas. Ao contrário, ao diminuirmos a temperatura, teremos uma diminuição deste volume fixo. A quantidade de massa existente num dado volume é chamada de massa volúmica.
Quando a matéria se expande, sua massa volúmica diminui e quando a matéria se contrai, sua massa volúmica aumenta. Com este conceito temos uma unidade de medida, que pode ser dada gramas (g) por centímetros cúbicos(cm3).
Por convenção temos: 1 centímetro cúbico de água, tem a massa de um grama, ou 1g/cm3.
No caso dos gases, sua massa volúmica difere dos líquidos, e por conseqüência dos sólidos. Nos gases, suas moléculas estão separadas devido à temperatura que está acima da temperatura de ebulição do líquido correspondente. Microscopicamente, isto corresponde dizer que nos gases a atração entre as moléculas e/ou átomos que os compõem não são suficientemente intensas frente à energia cinética desses mesmos constituintes para mantê-los próximos. Nos líquidos e nos sólidos, contudo, as moléculas e átomos estão muitíssimo próximas.
Tomando-se como exemplo hidrogênio gasoso, comparado à água, nas condições normais de temperatura e pressão, temos uma massa volúmica de 9 x 10-5 g/cm³, e a água é 11000 vezes mais densa que o elemento. No espaço sideral, temos uma massa volúmica média aproximada de um átomo de hidrogênio por centímetro cúbico, ou 17 x 10-25 g/cm³.
A massa volúmica depende da massa dos átomos ou moléculas individuais e do volume efetivo ocupado pelas mesmas, seja no sólido, no líquido ou no gás. Se uma dada substância, em qualquer estado físico, apresenta massa molecular cinco vezes maior que outra nas mesmas condições de temperatura, pressão e outras coordenadas, a massa volúmica da primeira será cinco vezes maior que a da segundo.
A densidade por ser medida indiretamente medindo-se o volume que uma dada substância apresenta (por meio de béqueres, provetas, picnometros e densímetros) e a massa correspondente.
A unidade mais conhecida é gramas por mililitro (g/ml, embora a densidade padrão pelo Sistema Internacional de Unidades (SI) seja o quilograma por metro cúbico (kg/m³).
A densidade não é mais do que uma divisão da massa da substância em questão pelo volume da mesma.
Foram criados instrumentos para a medir com alguma rapidez, entre estes temos o picnómetro.
