Qué es
Esta calculadora estima la densidad del agua líquida en función de la temperatura mediante un conocido polinomio empírico válido entre 0 °C y 100 °C a presión atmosférica estándar. La densidad del agua no es constante: alcanza su máximo cerca de los 4 °C y disminuye a medida que el agua se calienta. Por eso flota el hielo y los lagos se estratifican según la temperatura.
Cómo usarla
Introduce la temperatura del agua en grados Celsius (0–100). La calculadora te devuelve la densidad en kilogramos por metro cúbico (kg/m³) y también en gramos por centímetro cúbico (g/cm³). Resulta muy útil para trabajos de laboratorio, ingeniería, acuarios, elaboración de cerveza o ejercicios de física.
La fórmula
La densidad se calcula a partir de:
$$\rho = 1000\left(1 - \frac{\text{T (\degree C)} + 288{,}9414}{508929{,}2\left(\text{T (\degree C)} + 68{,}12963\right)}\left(\text{T (\degree C)} - 3{,}9863\right)^2\right)$$donde \(T\) es la temperatura en °C y \(\rho\) se expresa en kg/m³. El término \((T - 3{,}9863)^2\) hace que la densidad máxima se produzca en torno a los 3,9863 °C, reproduciendo así el comportamiento físico real del agua.
Ejemplo resuelto
Para \(T = 100\) °C: \((T + 288{,}9414) = 388{,}9414\); el denominador \(= 508929{,}2 \times (100 + 68{,}12963) = 508929{,}2 \times 168{,}12963 \approx 85\,565\,000\); \((T - 3{,}9863)^2 = 96{,}0137^2 \approx 9218{,}63\). Por tanto, $$\rho \approx 1000 \times \left(1 - \frac{388{,}9414}{85\,565\,000} \times 9218{,}63\right) \approx 1000 \times (1 - 0{,}041903) \approx 958{,}10 \ \text{kg/m}^3.$$ Cerca del punto de ebullición, el agua es notablemente menos densa que los ~999,97 kg/m³ que alcanza alrededor de los 4 °C.
Preguntas frecuentes
¿A qué temperatura es más densa el agua? A unos 3,99 °C, donde la densidad ronda los 999,97 kg/m³.
¿Tiene en cuenta la presión? No: asume presión atmosférica estándar y agua líquida pura.
¿Por qué disminuye la densidad por encima de los 4 °C? Por la dilatación térmica: al calentarse, las moléculas se separan, aumenta el volumen y baja la densidad.
