¿Qué es la densidad numérica?
La densidad numérica es la cantidad de partículas (átomos, moléculas o iones) que contiene una unidad de volumen de una sustancia. Se trata de una magnitud fundamental en física, química y ciencia de materiales, presente en la teoría cinética, los procesos de difusión, la física de plasmas o el dopaje de semiconductores. Esta calculadora devuelve la densidad numérica en partículas por centímetro cúbico a partir de la densidad de masa y la masa molar de la sustancia.
Cómo usar esta calculadora
Introduce la densidad de masa \(\rho\) del material en gramos por centímetro cúbico (g/cm³) y su masa molar \(M\) en gramos por mol (g/mol). La herramienta multiplica la densidad por el número de Avogadro y la divide entre la masa molar para obtener cuántas partículas hay en cada cm³.
La fórmula explicada
La relación es $$n = \frac{\text{Densidad de masa } \rho \cdot N_A}{\text{Masa molar } M}$$ donde \(\rho\) es la densidad de masa, \(N_A = 6{,}02214076 \times 10^{23}\ /\text{mol}\) es el número de Avogadro y \(M\) es la masa molar. Al dividir la densidad de masa (g/cm³) entre la masa molar (g/mol) obtienes los moles por cm³; al multiplicar por \(N_A\) conviertes esos moles en partículas individuales.
Ejemplo resuelto
El agua tiene una densidad de aproximadamente 1 g/cm³ y una masa molar de 18,015 g/mol. Entonces $$n = \frac{1 \times 6{,}02214076 \times 10^{23}}{18{,}015} \approx 3{,}343 \times 10^{22} \text{ moléculas por cm}^3.$$ Es decir, alrededor de 33 mil trillones de moléculas de agua ocupan cada centímetro cúbico.
Preguntas frecuentes
¿En qué unidades se expresa el resultado? En partículas por centímetro cúbico (cm⁻³). Multiplica por 10⁶ para convertirlo a partículas por metro cúbico.
¿Sirve también para elementos? Sí: utiliza la densidad de masa del elemento y su masa atómica (molar); el resultado serán átomos por cm³.
¿Qué es el número de Avogadro? Es la cantidad de entidades que hay en un mol, exactamente \(6{,}02214076 \times 10^{23}\) desde la redefinición del SI de 2019.
