Conceito de densidade

A densidade é uma propriedade específica de cada material que serve para identificar uma substância. Essa grandeza pode ser enunciada da seguinte forma:

Matematicamente, a expressão usada para calcular a densidade é dada por:

A unidade de densidade no SI é o quilograma por metro cúbico (kg/m3), embora as unidades mais utilizadas sejam o grama por centímetro cúbico (g/cm3) ou o grama por mililitro (g/mL). Para gases, costuma ser expressa em gramas por litro (g/L).
Conforme se observa na expressão matemática da densidade, ela é inversamente proporcional ao volume, isto significa que quanto menor o volume ocupado por determinada massa, maior será a densidade. Para entendermos como isso se dá na prática, pense, por exemplo, na seguinte questão: o que pesa mais, 1 kg de chumbo ou 1 kg de algodão?
Na realidade, eles possuem a mesma massa, portanto, o “peso” deles é o mesmo. Porém, a diferença consiste na densidade, pois 1 kg de chumbo se concentra em um volume muito menor que 1 kg de algodão. A densidade do algodão é pequena, porque sua massa se espalha em um grande volume.
Desse modo, vemos que a densidade de cada material depende do volume por ele ocupado. E o volume é uma grandeza física que varia com a temperatura e a pressão. Isso significa que, consequentemente, a densidade também dependerá da temperatura e da pressão do material.
Um exemplo que nos mostra isso é a água. Quando a água está sob a temperatura de aproximadamente 4ºC e sob pressão ao nível do mar, que é igual a 1,0 atm, a sua densidade é igual a 1,0 g/cm3. No entanto, no estado sólido, isto é, em temperaturas abaixo de 0ºC, ao nível do mar, a sua densidade mudará – ela diminuirá para 0,92 g/cm3.
Note que a densidade da água no estado sólido é menor que no estado líquido. Isso explica o fato de o gelo flutuar na água, pois outra consequência importante da densidade dos materiais é que o material mais denso afunda e o menos denso flutua.
Para compararmos essa questão, veja a figura abaixo,