La densidad es masa por unidad de volumen, ρ = m/V. Conocidas dos de las tres magnitudes la tercera queda fijada, y la calculadora despeja cualquiera de ellas. Se introduce en kilogramos y litros y se devuelve en kilogramos por metro cúbico, que es la unidad de las tablas de materiales.
Como referencia se toma el agua a 20 °C, con 998,2 kg/m³, y no los 1000 redondos. Los mil justos corresponden a unos 4 °C, donde el agua alcanza su máxima densidad. A temperatura ambiente ya pesa casi dos milésimas menos, diferencia suficiente para que una balanza de prácticas la note.
Por qué flota el hielo
El hielo tiene 917 kg/m³, alrededor del 92 % de la densidad del agua. Un cuerpo que flota desplaza tanta agua como él mismo pesa, y de ahí que en torno al 92 % de un iceberg quede bajo la superficie y solo el resto asome.
Que la forma sólida sea más ligera que la líquida es una rareza entre las sustancias. Al congelarse, las moléculas de agua se ordenan en una red con bastante hueco vacío, porque cada una forma cuatro enlaces de hidrógeno en direcciones fijas. Sin esa particularidad los lagos se helarían desde el fondo.
La densidad depende de la temperatura
Casi todas las sustancias se dilatan al calentarse, y la densidad baja en la misma medida. En el agua, entre 20 y 80 °C la caída es de alrededor del tres por ciento; en el aire es mucho mayor, y por eso el aire caliente sube.
El agua tiene además una anomalía: entre 0 y 4 °C se vuelve más densa al calentarse en vez de más ligera. El máximo está en 3,98 °C, con 999,97 kg/m³. Por eso el agua más fría de un lago no se va al fondo, sino que se queda arriba y allí se congela.
Densidad, peso específico y densidad relativa
La densidad se expresa en kg/m³ y es una propiedad del material. El peso específico, en cambio, es una fuerza por unidad de volumen, en N/m³, y depende del lugar a través de la aceleración de la gravedad; en construcción es la magnitud más habitual.
En el lenguaje corriente «peso específico» se usa para ambas cosas y resulta ambiguo. El tercer campo de esta calculadora, la relación con el agua, corresponde a la densidad relativa: un número puro, sin unidades. Por debajo de uno el material flota.