Densidade - CCEAD PUC-Rio

Densidade
Tatiana Dillenburg Saint’Pierre
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Densidade
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Densidade
Você já parou para pensar por que algumas substâncias são mais pesadas do que outras? Por que um
copo de vidro é mais pesado do que um copo de plástico (Figura 1)? Será que é devido ao material do
qual ele é feito? Certos materiais têm algumas propriedades que os tornam mais pesados ou mais leves.
Vamos fazer um experimento:
Figura 1: Materiais diferentes têm densidades diferentes.
Pegue vários pedaços de um mesmo metal, mas de tamanhos diferentes. Pode ser qualquer metal
disponível no laboratório, como chumbo (Pb) ou zinco (Zn), por exemplo; ou você ainda pode pegar
pedaços de lata de refrigerante - que é feita de alumínio (Al), ou pedaços de fio de cobre (Cu). Agora,
mergulhe cada pedaço em uma proveta com água para saber o volume do pedaço de cada metal. Você
perceberá que o volume do metal corresponde à variação do volume de água na proveta (Figura 2).
Atenção! Antes de iniciar o experimento, não se esqueça de verificar o volume inicial da água na
proveta. Observe, também, eventuais bolhas de ar no interior da proveta, que podem causar erros ao
experimento.
Observação: toda vez que você esvaziar a proveta para tirar o metal, use um béquer para colocar a água
retirada. Assim, evitará o desperdício de água. Faça isso, mesmo que seja para uma quantidade
pequena de água.
Depois de realizar o experimento, construa uma tabela (Tabela 1) com os resultados obtidos, colocando:
de um lado, os valores das massas dos pedaços de metal; e de outro, os volumes correspondentes.

Tabela 1: Resultados das massas e volumes medidos.
Massa Volume Relação
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Observe que tem uma coluna a mais nessa tabela, além das colunas de massa e de volume. Isso foi feito
de propósito. A última coluna é a da relação, em que você poderá propor uma equação matemática que
relacione massa e volume. Veja se existe alguma relação entre as massas e os volumes medidos que se
repete em todas as linhas da tabela 1.
Figura 2: Relação de massa medida e volume de água deslocado.

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A partir da Figura 2 você pôde perceber que existe uma relação constante entre a massa e o volume de
um mesmo material. Por ser uma constante, essa relação é uma propriedade característica da matéria.
Essa propriedade é chamada de densidade.
Densidade
A densidade é uma propriedade da matéria que relaciona massa e volume. Em outras palavras, ela
define a quantidade de massa de uma substância contida por unidade de volume.
Densidade = massa / volume
O conceito de densidade pode ser facilmente entendido na prática comparando objetos feitos a partir
de diferentes substâncias, mas de mesmo volume. Portanto, sólidos com o mesmo volume - porém
feitos de diferentes materiais - terão massas distintas, ou seja, materiais diferentes têm densidades
diferentes.
Imagine vários cubos, todos com o mesmo tamanho - com as dimensões de cubos de gelo, por
exemplo - porém feitos de materiais diferentes, como: metal, plástico e o próprio gelo. Logicamente, os
cubos terão massas diferentes. O cubo de metal será o mais pesado de todos e o de plástico o mais leve.
Entretanto, nem sempre essa comparação será tão óbvia, pois dependerá dos materiais utilizados. Se
compararmos cubos com 1 cm³ feitos de diferentes metais, perceberemos que cubos de alguns metais
terão massas bem diferentes e outros, nem tanto. Isso ocorre porque entre os metais as densidades
variam em um intervalo bastante grande, como mostra a Figura 3. Esta figura também evidencia que
um cubo de alumínio (Al) é mais leve do que um cubo de mesmo tamanho feito de ferro (Fe), e este é
mais leve do que um cubo feito de cobre (Cu) ou de chumbo (Pb).
Figura 3: Densidades, em kg m -3 , e massas, em g, de cubos de 1 cm 3 de diferentes materiais.

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Agora você já deve ser capaz de colocar diferentes materiais em ordem de densidade, basta sentir a
massa de cada material com as mãos ou simplesmente compará-los usando uma balança. Por exemplo,
qual dos dois metais você imagina que é mais denso, prata ou ouro? Veja na Figura 4 se você acertou a
resposta.
Figura 4: Comparação das massas de um cubo de prata (Ag) e um cubo de ouro (Au), ambos com o
mesmo volume.
Então, concluímos que a relação entre massa e volume de uma substância é a sua densidade. Quando
se refere a uma substância pura, maciça e homogênea, como elementos ou compostos químicos, a
densidade é chamada de densidade absoluta ou massa específica. Caso contrário, é chamada somente
densidade e representa a densidade média de um corpo ou de uma substância não homogênea. A
tabela periódica esquematizada abaixo (Figura 5) mostra como as densidades dos elementos químicos
variam nos grupos e nos períodos.
Figura 5: Variação das densidades dos elementos químicos dentro da tabela periódica.

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De acordo com o Sistema Internacional (SI), a densidade é expressa em kg m-3 , mas muitas vezes é
encontrada expressa em g mL-1 . As Figuras 6 e 7 mostram uma comparação de diferentes medidas de
volume, expressas em diferentes unidades. Na Figura 6, observamos que o volume de 1 L, medido com
um balão volumétrico ou com uma proveta, corresponde ao volume de um cubo de 1 dm3 , ou seja, um
cubo de 10 cm de lado. Na Figura 7, observamos a correspondência entre 1 cm3 (medido em uma
cubeta) e 1 mL (medido com proveta ou com pipeta). Nessas figuras, foi utilizada uma solução diluída
de permanganato de potássio (KMnO4) para facilitar a visualização dos volumes medidos.
Figura 6: O volume de 1 L é igual ao volume de um cubo de 1 dm 3 .

Densidade relativa
Figura 7: O volume de 1 mL é igual ao volume contido em 1 cm 3 .
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A relação entre as densidades de diferentes substâncias com a densidade da água é denominada
densidade relativa.
A densidade da água é expressa em 1000 kg m-3 , de acordo com o Sistema Internacional e conforme a
recomendação da IUPAC. Portanto, 1 m3 corresponde a 1000 L, o que significa que 1000 kg de água
ocupam um volume de 1000 L, ou seja, a densidade da água pode ser expressa como 1 kg L-1 , que
equivale a 1 g mL-1 . Esta unidade é mais comumente utilizada, pois facilita a compreensão. No que se
refere à densidade, deve-se ter em mente que os volumes variam com a temperatura e essa
aproximação pode não ser válida em qualquer temperatura. Na verdade, 1 g mL-1 é a densidade da água
na temperatura de 4 oC, temperatura na qual a água ocupa o maior volume, ou seja, é a temperatura de
maior expansão da água. Esse comportamento diferente da água ocorre por causa das ligações
existentes entre suas moléculas, mas isso é assunto para outra aula.
Pode-se avaliar se a densidade de um determinado material é maior ou menor do que 1 g mL-1 ,
simplesmente mergulhando em água um objeto feito do material em estudo. Assim, se o objeto tiver
densidade maior do que a da água, ele afunda. Por outro lado, se a densidade for menor do que a da
água, ele boia. Nesse caso, a densidade é relativa à densidade da água e é adimensional, pois é a razão
entre duas densidades com mesmas unidades.

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Então, se 1 mL de água pesa 1 g, 1 mL de outro líquido qualquer ou outra substância não terá
necessariamente esta mesma massa. Veja o exemplo a seguir (Figura 8), que mostra um sistema
composto por várias substâncias imiscíveis, com diferentes densidades.
Figura 8: Comparação entre as densidades de várias substâncias.
Você também pode fazer um experimento mergulhando em um recipiente com água diversos objetos
feitos de materiais distintos. Antes de mergulhá-los, sinta o peso de cada um, tentando prever se o
material é mais ou menos denso do que a água, ou seja, tente adivinhar se os objetos afundam ou
boiam. Utilize objetos do seu próprio material escolar, como: lápis (madeira), borracha, régua de
plástico - ou outros materiais, como: isopor, cortiça e metais. O que acontece ao tentar mergulhar uma
bola de borracha, dessas de frescobol, na água? Ao contrário da borracha de apagar, que afunda, a bola
de borracha boia. A que você atribui esse comportamento? Alguém poderia supor que os dois objetos
sejam feitos de borrachas diferentes, com densidades diferentes. Entretanto, essa não é a justificativa
correta. Nesse caso, a borracha é mais densa do que a água; porém a bola de borracha boia porque é
oca e tem ar dentro!
O conceito de densidade relativa foi empregado intuitivamente por Arquimedes, um filósofo e cientista,
para resolver um problema do rei na época da Grécia Antiga, conforme você lerá a seguir.

Um pouco de História
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Densidade
Arquimedes foi um filósofo, inventor e matemático grego que viveu por volta do ano 250 a.C. (287 a.C. –
212 a.C.), em uma cidade chamada Siracusa, na Grécia Antiga. Naquela época, o rei Hieron havia
mandado fazer uma coroa de ouro, porém ele desconfiou que o ourives o tivesse enganado,
misturando algum outro metal - menos nobre - com o ouro. O rei, então, ordenou a Arquimedes que
solucionasse o problema, porém o rei não queria que a coroa fosse desmanchada. O prazo que o rei
havia dado a Arquimedes estava se esgotando e, segundo a história, ele acabou encontrando a solução
deste problema por acaso, durante o banho. Naquela época, não se tinha água encanada em
abundância - como atualmente, e os banhos eram mais raros, tomados em banheiras em casas de
banho!
Ao entrar na banheira, Arquimedes percebeu que o seu corpo deslocava certo volume de água, fazendo
a água transbordar, e deduziu que o volume da água deslocada deveria ser igual ao volume do seu
corpo. Assim, ele imaginou que o volume de água, deslocado pela coroa, se essa fosse feita de ouro
puro, deveria ser diferente do volume deslocado pela mesma coroa feita com uma mistura de ouro e
outro metal. Isso pode ser traduzido como: uma determinada massa de ouro terá volume menor do que
a mesma massa de outro metal, como a prata. Arquimedes ficou tão empolgado com a descoberta que
saiu da banheira correndo para casa, sem roupa, gritando: Eureka! Eureka!, que significa encontrei, em
grego.
Figura 9: A história conta que Arquimedes empregou o conceito de densidade a partir da observação do volume
de água que transbordava da banheira quando ele mergulhava. Da mesma maneira, concluiu que poderia usar a
relação massa – volume para descobrir se o material da coroa era ouro puro.
Na verdade, Arquimedes descobriu - a partir das densidades da coroa e do ouro - que a coroa não era
de ouro puro, mas sim misturada com prata ou outro metal. Arquimedes percebeu que massas iguais

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de diferentes metais deslocavam diferentes volumes de água. Para tanto, comparou a quantidade de
água deslocada pela coroa com a quantidade de água deslocada pela mesma massa de ouro e de prata.
A coroa deslocava maior quantidade de água do que a mesma massa em ouro, porém menor do que a
mesma massa de prata. Isso mostra que a coroa não era feita somente de ouro. Ela tinha alguma
quantidade de prata em sua composição. Essa descoberta confirmou a fraude!
Densidade de substâncias compostas
A densidade de uma substância composta ou de uma mistura é a média ponderada das densidades dos
seus componentes, calculada a partir das porcentagens em massa de cada componente, como você
pôde observar na história de Arquimedes. Assim, a bola de borracha boia porque a sua densidade é a
média da densidade da borracha e da densidade do ar que está dentro dela, considerando suas
quantidades.
Retome a história da coroa que pertencia ao rei Hieron. Se a coroa fosse feita misturando-se partes
iguais de ouro e prata, a densidade da liga metálica obtida seria a média direta entre as densidades dos
dois metais, como mostra a Figura 10. Similarmente, se quantidades diferentes dos componentes
fossem misturadas, a densidade do material resultante seria uma média ponderada das densidades de
cada componente.
Figura 10: A mistura de quantidades iguais de duas substâncias com densidades diferentes resulta em uma
substância cuja densidade é a média das densidades dos seus componentes.

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Se a coroa fosse feita somente de ouro, teria uma massa maior do que outra coroa, com o mesmo
volume, feita somente de prata. Isso ocorre porque a densidade do ouro é de 19,30 g cm-3 , enquanto a
densidade da prata é de 10,49 g cm-3 , ou seja, um cubo de 1 cm3 de ouro tem 19,30 g. Já um cubo de
prata com as mesmas medidas, 1 cm3 , possui massa bem menor, ou seja, 10,49 g - pouco mais do que a
metade da massa do cubo de ouro.
Em outro exemplo, se uma coroa de 1 kg fosse feita somente de ouro, ao ser mergulhada em água,
deslocaria um volume de 51,8 cm3 ou 51,8 mL, enquanto que uma coroa de prata pesando 1 kg
deslocaria 95,3 cm3 ou 95,3 mL de água. Isso equivale dizer que, se fossem feitas duas coroas
exatamente iguais em tamanho e forma - uma delas feita de prata e outra de ouro - a de prata teria uma
massa bem menor do que a de ouro. Por outro lado, se utilizassem as mesmas quantidades de prata e
de ouro para fazer duas coroas, a de prata seria bem maior do que a de ouro. A Figura 11 representa os
volumes ocupados por 1kg de prata e por 1 kg de ouro - nesse caso os metais foram representados na
forma de pó para poderem ser "colocados" dentro de provetas de vidro.
Figura 11: Volumes ocupados por 1 kg de prata (Ag) e por 1 kg de ouro (Au) na forma de pó.
Determinação da composição de uma substância através das densidades dos seus
componentes
Por meio da densidade de um objeto ou de uma substância composta e das densidades dos seus
componentes, pode-se determinar a porcentagem de cada componente na substância. Já a densidade
de um material pode ser calculada a partir da composição do material e das densidades dos seus
componentes.
Como já mencionado, a densidade de uma substância composta é a média ponderada das densidades
dos seus componentes, calculada a partir das porcentagens em massa de cada componente. Qual seria,
então, a porcentagem de cada metal na coroa que pertencia ao rei Hieron, se a densidade dela fosse
17,5 g cm-3 , e tendo o ourives misturado prata ao ouro?

dAu = 19,3 g cm -3 e dAg = 10,5 g cm -3
Temos um sistema de 2 equações e 2 incógnitas:
dmistura = xAu . dAu + xAg . dAg
xAu + xAg = 1
Substituindo:
17,1 = 19,3 xAu + 10,5 xAg
xAu = 1 – xAg
17,1 = 19,3 (1 – xAg) + 10,5 xAg
8,8 xAg = 2,2
xAg = 0,25 e xAu = 0,75
Resposta: A composição da coroa é 75% de ouro e 25% de prata.
Empuxo
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Quando um objeto é mergulhado em água, ao ser submerso, desloca um volume de água igual ao seu
próprio volume, já que dois corpos não podem ocupar o mesmo lugar. O objeto sofre uma força
contrária, devido ao deslocamento da massa de água que tem o mesmo volume do objeto. A força
atuante de baixo para cima é denominada empuxo e ela é uma resultante da pressão hidrostática
exercida pelo líquido, como mostra a Figura 12. Entende-se por pressão hidrostática - a força exercida
pela água sobre a superfície de um objeto mergulhado. Essa pressão aumenta com a profundidade,
portanto, a resultante é uma força de baixo para cima. É a mesma força sentida ao se tentar mergulhar a
bola de borracha na água.

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Figura 12: O empuxo é a força resultante da pressão exercida por um líquido sobre toda a superfície de um objeto
mergulhado.
O efeito do empuxo também faz com que o objeto mergulhado na água pareça pesar menos do que
fora dela. Esse “menor peso” é chamado de peso aparente, definido como o peso do objeto menos o
empuxo, ou seja, menos o peso do mesmo volume em água. Considerando que o empuxo é a
resultante das pressões exercidas pelo líquido e que a pressão aumenta com a profundidade, a
resultante será uma força de baixo para cima, devido ao deslocamento da massa de água de volume ser
igual ao do objeto mergulhado. O empuxo também ocorre na atmosfera, porém numa extensão bem
menor do que na água ou em outro líquido, já que a pressão exercida pelo ar é bem menor do que a
pressão da água. Assim, o peso do objeto mergulhado pode ser calculado multiplicando a massa pela
gravidade, menos o empuxo, como pode ser verificado na Figura 13. Por isso, um objeto mergulhado
em um líquido apresenta um peso aparentemente menor do que se ele tivesse “mergulhado” no ar.
Figura 13: O peso de um objeto mergulhado em um líquido é chamado de peso aparente, pois é o peso do objeto
menos o empuxo exercido pelo líquido.

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Conforme mostra a Figura 13, a seta partindo do centro de gravidade do objeto, para baixo, representa
o peso (P):
P = mobjeto . g (1)
A seta partindo do centro de gravidade do objeto, para cima, é o empuxo - representado por (E):
E = mágua . g (2)
Como o volume do objeto é igual ao volume de água deslocado, se a massa do objeto for maior do que
a massa do mesmo volume de água, o objeto afundará. Por outro lado, se o objeto flutua, significa que a
massa dele é menor do que a massa do volume de água deslocado, ou seja, tem densidade menor do
que a água.
A Figura 14 mostra um experimento que comprova o empuxo. Observe a marcação na escala da
balança. No caso de uma coroa feita de ouro, os pesos serão: fora da água = 1000 g; e mergulhada =
948,2 g.
Assim:
Figura 14: O peso aparente de um objeto mergulhado em um líquido é menor do que o peso do mesmo
na atmosfera.
Paparente = Pobjeto – E (3)
Paparente = (mobjeto . g) – (mágua . g) (4)

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Substituindo as massas pela relação (densidade . volume), pode-se determinar a densidade de um
material por meio do seu peso aparente:
Paparente = (dobjeto . Vobjeto . g) – (dágua . Vágua . g) (5)
Como o volume do objeto é igual ao volume de água deslocado, pode-se isolar (V . g):
Paparente = (Vobjeto . g) . (dobjeto .– dágua) (6)
A partir dessa expressão você pode perceber que, se o objeto tem densidade maior do que a água, seu
peso aparente será positivo, ou seja, ele afundará. Por outro lado, se a densidade do objeto for menor
do que a da água, seu peso aparente será negativo e ele irá boiar.
Por outro lado, voltando às equações (1) e (2):
P = mobjeto . g = dobjeto . Vdeslocado . g (7)
e
E = mágua . g = dágua . Vdeslocado . g (8)
Você pode reescrevê-las como:
P / dobjeto = E / dágua (9)
De (3), sabe-se que: E = Paparente – Pobjeto,
Então: Pobj / dobj = (Paparente – Pobj) / dágua
Ou seja:
dobj = dágua . Pobj / (Paparente – Pobj) (10)

Que também poderão ser reescritas em função das massas, já que (P = m . g):
dobj = dágua . mobj / (mobj – maparente) (11)
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E assim você conseguirá determinar a densidade de um objeto por meio da massa aparente.
Densidade
Densidade de soluções
Tente fazer a seguinte experiência: mergulhe um ovo em água e observe. De início, o ovo afundará na
água pura. Em seguida, adicione sal à água e veja o que acontece. Você notará que, depois de adicionar
sal à água, o ovo boiará. A Figura 15 ilustra essa experiência.
Figura 15: Um ovo afunda em água, mas boia em água com sal.
O ovo afunda porque a densidade dele é um pouco maior do que a da água pura. Quando se adiciona
sal à água, pelo fato do sal (NaCl) ser bem mais denso do que a água, a solução resultante terá uma
densidade maior do que a da água pura. Nesse caso, o princípio é o mesmo que foi explicado em
relação à densidade da coroa que pertencia ao rei Hieron: “a densidade da mistura é a média ponderada
das densidades de cada componente (já vimos que média ponderada é a média considerando as
porcentagens em massa).” Portanto, a densidade da solução de água com sal ficará maior do que a
densidade do ovo e por isso ele boia.
Esse mesmo fenômeno acontece no Mar Morto. Você sabia que é impossível afundar (Figura 16) - e,
consequentemente, afogar-se nele? O Mar Morto, na verdade, é um lago de água salgada, localizado
entre a Jordânia, Israel e a Cisjordânia (Figura 17). O Mar Morto é o ponto mais baixo da superfície da

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Terra: fica a 392 m abaixo do nível do mar. É chamado de mar devido ao seu tamanho -
aproximadamente 85 km de comprimento por 17 km de largura - e de morto porque suas águas são tão
salgadas que nenhum peixe ou alga vive nele. O clima daquela região é muito quente, o que faz a água
evaporar e o sal dissolvido ficar mais concentrado, tornando a água mais salgada. Em algumas partes
mais rasas pode-se até ver pequenas ilhas de sal, como mostra a Figura 18. Fazendo uma comparação, a
quantidade de sal na água dos oceanos é de aproximadamente 3%, enquanto no Mar Morto - pode
chegar até 30%! Com essa concentração, a densidade fica próxima da do corpo humano, tornando
impossível alguém afogar-se nas suas águas
Figura 16: É impossível afundar nas águas do Mar Morto.

Figura 17: Localização do Mar Morto, no Oriente Médio.
Figura 18: Ilhas de sal nas regiões mais rasas do Mar Morto.
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Densidade

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Densidade
Da mesma maneira como foi feito para a coroa que pertencia ao rei Hieron, pode-se calcular a
densidade das águas do Mar Morto (ou de qualquer solução) por meio da média ponderada.
Considerando a água do Mar Morto uma solução de água com 30% de NaCl, pode-se calcular sua
densidade:
dH2O = 1,00 g cm -3 e dNaCl = 2,165 g cm -3
dsolução = x H2O . dH2O + x NaCl . dNaCl
dsolução = 0,70 . 1,00 + 0,30 . 2,165
dsolução = 1,3495 g cm -3
A densidade da água do Mar Morto, portanto, deve ser de aproximadamente 1,35 g cm-3 . Densidade
maior do que a da média do corpo humano. Mas você já se perguntou qual é a densidade do corpo
humano? É uma pergunta difícil, pois nosso corpo é formado por ossos, carne, muita água, gordura e o
ar dos pulmões e das vísceras. Os ossos e a carne têm densidade maior do que a da água, mas a gordura
e o ar têm densidade menor. Assim, conclui-se que o corpo humano possui uma densidade média
muito próxima ou levemente menor do que a da água. Por isso, para boiar, basta encher os pulmões de
ar!
Densidade de líquidos
As densidades de soluções e de líquidos podem também ser medidas facilmente - sem cálculo, por
meio de um aparelho chamado densímetro, também conhecido como areômetro (Figura 19). O
densímetro flutua no líquido quando seu peso é igual ao empuxo exercido pelo líquido. A densidade do
líquido é indicada por meio da graduação na haste do equipamento, pelo valor da escala coincidente
com a superfície do líquido.

Figura 19: Foto de dois densímetros com escalas diferentes.
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Densidade
Esse tipo de equipamento é bastante utilizado para medir a graduação alcoólica de bebidas ou o teor
de água no álcool combustível, por exemplo. O álcool etílico utilizado nos carros a álcool é chamado de
AEHC (Álcool Etílico Hidratado Combustível) e possui um teor de água médio de 7%. A Agência
Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) regulamenta o teor alcoólico do álcool
combustível na faixa de 92,6º a 93,8º INPM. O grau INPM, definido pelo Instituto Nacional de Pesos e
Medidas, é a fração em massa, ou seja, 1 kg de álcool combustível tem em média 930 g de álcool e 70 g
de água. Teores de água acima dos valores permitidos pela ANP são característicos de combustíveis
adulterados, que podem trazer prejuízos ao motor do veículo. Como as densidades da água (1000 kg
m3 ) e do álcool (789,4 kg m-3 ) são diferentes, a solução resultante terá densidade proporcional às
quantidades dos dois líquidos, facilmente medida com um densímetro.
O mesmo aplica-se à gasolina adulterada por adição de etanol. A Figura 20 mostra a medida da
densidade de uma série de gasolinas às quais foram adicionadas quantidades crescentes de álcool

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Densidade
combustível, usando dois densímetros com diferentes escalas. A gasolina que é vendida nos postos de
combustível tem aproximadamente 25% de etanol e a densidade medida foi de 0,746 g mL-1 , como
pode ser observado no detalhe da Figura 20A. O etanol tem densidade maior do que a gasolina.
Observa-se na figura que, à medida que etanol é adicionado (20B, 20C e 20D), a cor do combustível vai
clareando e a densidade aumentando. Observe que nas Figuras 20A e 20B foi usado um densímetro
com escala de 0,70 a 0,75 g mL-1 , enquanto que - nas misturas 20C e 20D - foi usado um densímetro com
escala entre 0,75 e 0,80 g mL-1 .
20A 20B 20C 20D
Figura 20: Teste do densímetro para gasolina adulterada: o aumento crescente da quantidade de etanol torna a
mistura mais clara e mais densa. Abaixo de cada foto, foram colocadas as fotos ampliadas das escalas dos
densímetros.
Submarino
Até esse ponto, você já deve ter intuído que os navios, embora sendo feitos de materiais mais densos
do que a água, não afundam por causa da sua forma, que mantém ar naturalmente no seu interior.
Como o ar é bem mais leve do que a água, impede que o navio afunde. Mas você sabe como funcionam
os submarinos que, mesmo sendo feitos de metal, podem afundar ou emergir? (Figura 21)
Nos submarinos, existem compartimentos que podem ser cheios com ar ou com água para fazer com
que este suba ou desça. Quando os compartimentos estão cheios de ar, o empuxo exerce força maior
do que o peso do submarino e este sobe até a superfície (Figura 21C), até seu peso aparente se igualar

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Densidade
ao empuxo (Figura 21A). Substituindo o ar por água, o peso do submarino torna-se maior do que o
empuxo. Logo, o submarino afunda (Figura 21B). Mas, se o submarino precisa de ar para emergir, ele
precisaria carregar ar no seu interior, e esse ar o impediria de afundar, certo? Sim, porém, nesse caso, o
ar tem de ser carregado sob pressão, na forma líquida. Como a densidade do líquido é bem maior do
que a do gás, o peso do submarino fica maior do que o empuxo e ele pode afundar!
Figura 21: Funcionamento de um submarino, que pode afundar ou emergir através de tanques que podem ser
cheios com água ou ar.