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Comparar densidades exige conservar las condiciones

6.º gradoRuta de edumaterial

Qué vas a aprender

  • Separar propiedad intensiva de cantidad y efecto térmico mediante masa/volumen, tara y comparación emparejada.
  • Formular conclusiones condicionadas y proponer un contraste pertinente a partir de los registros del caso.

Antes de empezar

  • Leer tablas, diferencias, razones y unidades de los registros de esta lección.
  • Distinguir una observación, una predicción y una explicación; consultar el modelo antes de transferir.

Comparar densidades exige conservar las condiciones

La masa y el volumen aumentan al tomar más cantidad de un material homogéneo. Su cociente puede permanecer igual: 30 g en 10 mL y 60 g en 20 mL representan la misma densidad, 3 g/mL. Una muestra más pesada no es necesariamente más densa.

La balanza puede incluir el recipiente. La tara es la masa del recipiente vacío; para obtener la masa del contenido se resta esa tara a la lectura del conjunto. Si se olvida, una muestra pequeña parece artificialmente más densa porque el error del recipiente pesa más en relación con su cantidad.

La temperatura puede cambiar el volumen y, por ello, la densidad. Para comparar materiales, registra temperatura y presión. Para estudiar el efecto de temperatura, conserva la identidad y la masa de la muestra, evita pérdidas y mide su volumen en cada condición. Un cambio de recipiente no demuestra un cambio de densidad.

En un líquido homogéneo, medir volumen con un instrumento graduado exige indicar la lectura, no la capacidad máxima del vaso. En los registros de esta lección se dan volúmenes del líquido medidos y masas de recipientes. No se toma una fotografía ni el color como sustituto de esas magnitudes.

Dos cocientes cercanos requieren atender a la precisión. Si el registro solo permite distinguir décimas de g/mL, valores iguales a esa precisión no prueban identidad química. Materiales diferentes pueden compartir densidad; la propiedad sirve como evidencia parcial, combinada con otras observaciones.

El modelo se limita a muestras homogéneas bajo las condiciones declaradas. Si hay burbujas, poros o varias fases, el volumen aparente puede representar el conjunto y no el material compacto. Antes de atribuir la diferencia a temperatura, verifica que no cambiaron composición, masa ni definición del volumen.

Densidad
Masa dividida por volumen, con unidades coherentes. Describe una relación del material bajo determinadas condiciones, no la cantidad total de muestra.

De la evidencia a una explicación

  1. Separa lectura del conjunto y tara.
  2. Usa el volumen realmente medido del contenido.
  3. Calcula masa/volumen y conserva unidades y precisión.
  4. Compara condiciones antes de concluir una diferencia del material.

Datos del modelo resuelto

Registro a 20 °CConjunto (g)Recipiente (g)Líquido (mL)
A562030
B922060

Un modelo resuelto

Los dos registros de la tabla usan el mismo líquido homogéneo, igual presión y recipientes tarados. Compara la densidad; usa una cifra decimal en g/mL.

  1. Las masas del contenido son 56 − 20 = 36 g y 92 − 20 = 72 g.
  2. Las densidades son 36/30 = 1,2 y 72/60 = 1,2 g/mL.
  3. La masa de B es mayor, pero el volumen creció en la misma proporción.

Ambas muestras tienen densidad de 1,2 g/mL en las condiciones indicadas; no se deduce identidad de cualquier muestra desconocida por ese solo valor.

Revisa esta inferencia

La muestra de mayor masa tiene mayor densidad.

Compara la razón entre masa del contenido y volumen, con condiciones comunes.

La cantidad de material modifica simultáneamente dos magnitudes; comparar una sola puede invertir la conclusión.

Pon a prueba el razonamiento

A 20 °C, P pesa 45 g con un recipiente de 15 g y ocupa 20 mL. Q se midió con la misma presión y temperatura, en un recipiente de 25 g. El conjunto Q pesa 85 g y el contenido ocupa 40 mL. Compara las densidades con una cifra decimal en g/mL y evalúa el argumento «Q es más denso porque pesa más».

Elige una respuesta

Solución accesible sin interacción

Respuesta: Ambos tienen 1,5 g/mL. — Restar las taras de cada muestra y dividir por su volumen da cocientes iguales.

P: (45−15)/20 = 1,5 g/mL; Q: (85−25)/40 = 1,5 g/mL. Las masas son distintas, pero sus cocientes coinciden.

Dos recipientes contienen muestras del mismo material homogéneo a 25 °C y a igual presión. La muestra A tiene 24 g y 16 mL; B tiene 54 g, pero su volumen no se anotó. Predice el volumen de B bajo el modelo, en mL enteros, y diseña una comprobación que pueda refutar la predicción sin usar otra vez la misma masa para inventar el volumen.

Solución accesible sin interacción
  • Derivar 1,5 g/mL y predecir 36 mL.
  • Proponer una medición independiente del volumen, sin afirmar que ya fue observada.

Respuesta: Se aceptan formulaciones equivalentes, distinto orden de razonamiento y notaciones numéricas equivalentes que conserven unidades, alcance y todos los criterios. El modelo es orientativo; la revisión es por autoevaluación o docente, sin igualdad literal ni nota automática. Modelo: La densidad de A es 1,5 g/mL; B debería ocupar 54/1,5 = 36 mL. Medir su volumen con instrumento graduado, manteniendo condiciones, contrastaría el modelo.

La densidad de A es 1,5 g/mL; B debería ocupar 54/1,5 = 36 mL. Medir su volumen con instrumento graduado, manteniendo condiciones, contrastaría el modelo.

  • Masa dividida por volumen, con unidades coherentes. Describe una relación del material bajo determinadas condiciones, no la cantidad total de muestra.
  • Compara la razón entre masa del contenido y volumen, con condiciones comunes.
  • Una conclusión conserva el lugar, intervalo, condiciones y precisión del caso que la sostiene.

Compruébalo ahora

  1. Dos equipos comparan un mismo líquido frío y tibio. Uno pesa solo líquido en vaso tarado; el otro anota masa del conjunto sin tara y usa la capacidad máxima del vaso como volumen. Diseña las dos mediciones mínimas que faltan en el segundo equipo y explica por qué repetir su procedimiento actual no aislaría el efecto térmico.

    Ver solución explicada
    • Pedir tara y volumen real a la temperatura estudiada.
    • Distinguir repetibilidad de una medición mal definida y control térmico.

    Respuesta: Se aceptan formulaciones equivalentes, distinto orden de razonamiento y notaciones numéricas equivalentes que conserven unidades, alcance y todos los criterios. El modelo es orientativo; la revisión es por autoevaluación o docente, sin igualdad literal ni nota automática. Modelo: Faltan masa del recipiente vacío y volumen real del líquido a la temperatura del ensayo. Repetir conjunto/capacidad mantiene dos errores de definición; hacen falta mediciones comparables y conservación de muestra.

    Faltan masa del recipiente vacío y volumen real del líquido a la temperatura del ensayo. Repetir conjunto/capacidad mantiene dos errores de definición; hacen falta mediciones comparables y conservación de muestra.

  2. Un sólido sin poros cambia de forma sin perder material y desplaza 15 mL de agua antes y después. La temperatura y presión no cambian; la masa en cada medición es 45 g. Un informe atribuye al aplastamiento una reducción de densidad porque ocupa menos espacio en la mesa. Corrige usando la medición disponible, con densidad entera en g/mL.

    Ver solución explicada
    • Obtener 3 g/mL antes y después.
    • Separar forma o espacio de embalaje de volumen de material.

    Respuesta: Se aceptan formulaciones equivalentes, distinto orden de razonamiento y notaciones numéricas equivalentes que conserven unidades, alcance y todos los criterios. El modelo es orientativo; la revisión es por autoevaluación o docente, sin igualdad literal ni nota automática. Modelo: La densidad sigue siendo 45/15 = 3 g/mL. El área en la mesa o la caja que lo contiene no es el volumen del sólido medido por desplazamiento.

    La densidad sigue siendo 45/15 = 3 g/mL. El área en la mesa o la caja que lo contiene no es el volumen del sólido medido por desplazamiento.

  3. A y B son líquidos desconocidos a 22 °C y a igual presión. Ambos dan 1,0 g/mL a la precisión del instrumento; no se conoce su composición. Decide si el dato demuestra que son la misma sustancia. Propón una segunda propiedad medible y qué controlarías para compararla.

    Ver solución explicada
    • No convertir igualdad de densidad en identidad química demostrada.
    • Proponer propiedad y condiciones de comparación coherentes.

    Respuesta: Se aceptan formulaciones equivalentes, distinto orden de razonamiento y notaciones numéricas equivalentes que conserven unidades, alcance y todos los criterios. El modelo es orientativo; la revisión es por autoevaluación o docente, sin igualdad literal ni nota automática. Modelo: No demuestra identidad: sustancias distintas pueden compartir densidad a esa precisión. Se puede comparar punto de ebullición a igual presión, u otra propiedad pertinente con sus condiciones.

    No demuestra identidad: sustancias distintas pueden compartir densidad a esa precisión. Se puede comparar punto de ebullición a igual presión, u otra propiedad pertinente con sus condiciones.

  4. En un ensayo sin pérdidas, 60 g de un líquido ocupan 50 mL al inicio y 60 mL al final. El informe no registra la temperatura ni si la muestra siguió homogénea. Calcula densidades con una cifra decimal en g/mL y decide si puedes atribuir su diferencia al calentamiento. Pide un registro necesario.

    Ver solución explicada
    • Calcular 1,2 y 1,0 g/mL con masa constante.
    • Separar diferencia medida de causa y pedir temperatura pertinente.

    Respuesta: Se aceptan formulaciones equivalentes, distinto orden de razonamiento y notaciones numéricas equivalentes que conserven unidades, alcance y todos los criterios. El modelo es orientativo; la revisión es por autoevaluación o docente, sin igualdad literal ni nota automática. Modelo: 1,2 y 1,0 g/mL. La diferencia del cociente está registrada, pero no su causa térmica; faltan temperaturas y verificación de composición/homogeneidad.

    1,2 y 1,0 g/mL. La diferencia del cociente está registrada, pero no su causa térmica; faltan temperaturas y verificación de composición/homogeneidad.

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