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¿Qué tienen en común la masa, el volumen y la temperatura cuando un cubito de hielo flota en tu vaso de limonada? Mucho más de lo que imaginas. La masa indica cuánta materia hay en el cubito, el volumen cuánto espacio ocupa y la temperatura qué tan rápido se mueven sus partículas. Juntas explican por qué el hielo flota, por qué una moneda se hunde y por qué una receta de cocina o un experimento de laboratorio salen bien o mal.

En química todo empieza por medir. Antes de mezclar, calentar o separar sustancias necesitas saber cuánto hay, cuánto espacio ocupa y a qué temperatura se encuentra. En este artículo aprenderás paso a paso, de lo más sencillo a lo más retador, con ejemplos resueltos, simulador interactivo y problemas para comprobar lo que sabes.

Vaso con agua en el que un cubito de hielo flota con un 8 % fuera del agua y una moneda hundida en el fondo — Figura 1. El hielo flota porque su densidad (0,92 g/cm3) es menor que la del agua líquida (1,00 g/cm3).

Al terminar podrás:

Explicar con tus palabras qué son la masa, el volumen y la temperatura.

Usar las unidades del Sistema Internacional y convertir entre ellas.

Elegir el instrumento adecuado para medir cada magnitud.

Calcular la densidad y decidir si un objeto flota o se hunde.

Resolver problemas de nivel principiante, intermedio y avanzado.

Terminología clave para entender las magnitudes de la química

Antes de calcular conviene hablar el mismo idioma. Estos términos aparecerán a lo largo del artículo; vuelve a las tablas cuando alguna palabra no te suene.

Magnitudes básicas

Término	Definición corta	Ejemplo
Magnitud	Propiedad de un cuerpo o de un fenómeno que se puede medir.	La longitud de tu pupitre.
Masa	Medida de la cantidad de materia que contiene un cuerpo.	Un paquete de arroz tiene una masa de 1 kg.
Volumen	Espacio que ocupa un cuerpo.	Una botella grande de refresco contiene 2 L.
Temperatura	Medida de la energía de movimiento media (la agitación) de las partículas de un cuerpo.	El agua del grifo está a 18 °C.
Densidad	Masa que hay en cada unidad de volumen.	El aceite es menos denso que el agua.

Sistema de unidades

Término	Definición corta	Ejemplo
Unidad	Cantidad patrón con la que se compara una magnitud para medirla.	El metro sirve para medir longitudes.
Sistema Internacional (SI)	Conjunto de unidades acordado por la comunidad científica de todo el mundo.	Entre sus unidades base están el kilogramo, el metro, el segundo y el kelvin.
Kilogramo (kg)	Unidad de masa del SI.	Una bolsa de azúcar suele tener una masa de 1 kg.
Metro cúbico (m³)	Unidad de volumen del SI.	Una caja cúbica de 1 m de arista ocupa 1 m³.
Kelvin (K)	Unidad de temperatura del SI; su cero es el cero absoluto.	El agua se congela a 273,15 K.

Instrumentos de laboratorio

Término	Definición corta	Ejemplo
Balanza	Instrumento que mide la masa de un cuerpo.	La balanza de cocina o la balanza analítica del laboratorio.
Probeta	Recipiente graduado para medir volúmenes de líquidos.	Medir 50 mL de agua.
Termómetro	Instrumento que mide la temperatura.	El termómetro digital de la enfermería.
Menisco	Curvatura que forma la superficie de un líquido dentro de un tubo estrecho.	El agua se curva hacia arriba en los bordes de la probeta.

Procesos y cálculos

Término	Definición corta	Ejemplo
Factor de conversión	Fracción igual a 1 que permite cambiar una unidad por otra.	La fracción 1000 g / 1 kg convierte kilogramos en gramos.
Dilatación	Aumento del tamaño de un cuerpo al calentarse.	Entre los tramos de los rieles del tren se deja un pequeño hueco.
Equilibrio térmico	Situación en la que dos cuerpos en contacto alcanzan la misma temperatura.	Una cuchara fría dentro de una sopa caliente.
Cifras significativas	Dígitos de una medida que aportan información fiable.	La medida 2,50 g tiene tres cifras significativas.

Masa en química: qué es y cómo se mide

Qué es la masa y por qué no cambia

La masa mide la cantidad de materia que forma un cuerpo. Una barra de chocolate de 100 g tiene la misma masa en tu casa, en la cima de una montaña o en la Luna, porque la cantidad de materia no depende del lugar.

Se representa con la letra m y su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo (kg). En el laboratorio se usan más el gramo (g) y el miligramo (mg), porque las cantidades de sustancia suelen ser pequeñas.

Unidades de masa y equivalencias

Unidad	Símbolo	Equivalencia	Uso habitual
Tonelada	t	1 t = 1000 kg	Industria y transporte
Kilogramo	kg	1 kg = 1000 g	Cocina, comercio y SI
Gramo	g	1 g = 1000 mg	Laboratorio escolar
Miligramo	mg	1 mg = 0,001 g	Medicamentos y análisis

Diagrama de una escalera de unidades de masa que muestra la relación de conversión de 1000 entre la tonelada, el kilogramo, el gramo y el miligramo — Escalera de unidades de masa que ilustra los saltos de mil en mil entre la tonelada (t), el kilogramo (kg), el gramo (g) y el miligramo (mg).

Para convertir unidades usa el factor de conversión, que es una igualdad de dos unidades distintas. Siempre colocarás en el numerador la unidad que quieres obtener. Observa como transformar 3,2 kg a gramos y viceversa, notarás un cambio en el numerador

Diagrama educativo que muestra la escalera de unidades de masa (kg, hg, dag, g, cg, dg, mg) junto con un cuadro explicativo de equivalencias por escalón y dos ejemplos resueltos de conversión entre kilogramos y gramos usando factores de conversión — Conversión de unidades de masa mediante la escalera de múltiplos y submúltiplos, ilustrada con factores de conversión.

Masa frente a peso: la confusión más famosa

El peso es la fuerza con la que la gravedad atrae a un cuerpo. Se mide en newtons (N) y sí cambia según el lugar. La relación entre ambas magnitudes es:

$$P = m \times g$$

Aquí P es el peso, m la masa y g la intensidad de la gravedad, que en la Tierra vale aproximadamente 9,8 N/kg. Un estudiante de 50 kg pesa en la Tierra unos 490 N:

$$P = 50\ \text{kg} \times 9{,}8\ \frac{\text{N}}{\text{kg}} = 490\ \text{N}$$

En la Luna, donde la gravedad es unas seis veces menor, su masa seguiría siendo 50 kg, pero su peso sería mucho menor.

Cómo se mide la masa: la balanza

La masa se mide con una balanza. En el laboratorio escolar suele usarse una balanza electrónica.

Colócala sobre una superficie plana, enciéndela.

Balanza digital de laboratorio sobre una mesa de madera, con la pantalla mostrando 0.00 gramos, un dedo presionando el botón de encendido y el plato metálico vacío sin ningún recipiente encima — Encendido de la balanza digital sin ningún objeto sobre el plato metálico.

Pon un vaso vacío sobre el plato y pulsa el botón de tara para ponerla a cero.

Colocación del vaso de precipitado en la balanza y pulsación del botón de tara para calibrar a cero. — Montaje del vaso de precipitado en la balanza y pulsación del botón de tara para calibrar a cero.

Después añade la sustancia y lee el valor.

Un vaso de precipitado graduado, que contiene un líquido azul claro hasta la marca de 60 mL, está colocado sobre el plato circular de acero inoxidable. La pantalla digital de la balanza muestra claramente la lectura "57.49 g". Los botones de control (ON/OFF, MODE, CAL, TARE) son visibles. En el fondo desenfocado, se ven otros materiales de laboratorio — Medición de la masa de un líquido en un vaso de precipitado sobre una balanza digital tarada. La pantalla muestra el peso neto de la sustancia.

Volumen: cuánto espacio ocupa la materia

Qué es el volumen

El volumen es el espacio que ocupa un cuerpo y se representa con la letra V. Su unidad en el SI es el metro cúbico (m³), pero en química se emplean casi siempre el litro (L), el mililitro (mL) y el centímetro cúbico (cm³).

Unidad	Símbolo	Equivalencia clave
Metro cúbico	m³	1 m³ = 1000 L
Litro	L	1 L = 1 dm³ = 1000 mL
Mililitro	mL	1 mL = 1 cm³
Centímetro cúbico	cm³	1 cm³ = 1 mL

Observa la siguiente imagen:

Diagrama educativo de la escalera de unidades de capacidad (kL, hL, daL, L, cL, dL, mL, uL) junto con la unidad de volumen en metros cubicos (m3) y factores de conversion entre volumen y capacidad. — Escalera de unidades de capacidad y su relacion con el metro cubico y los factores de conversion.

Volumen de sólidos regulares: fórmulas

Si el sólido tiene una forma geométrica conocida, calcula su volumen con una fórmula. Para un cubo o un prisma rectangular multiplicas sus tres dimensiones:

$$V = \text{largo} \times \text{ancho} \times \text{alto}$$

Para un cilindro, como una lata, necesitas el radio r de la base y la altura h:

$$V = \pi \times r^2 \times h$$

Volumen de líquidos y sólidos irregulares

Los líquidos se miden con una probeta. Colócala sobre la mesa, y mira perpendicularmente a donde se apoya la parte baja del menisco. Si miras desde arriba o desde abajo, la lectura es errónea ya que se produce un error de paralaje.

Diagrama comparativo que muestra dos tipos de meniscos en recipientes graduados: un menisco convexo característico del mercurio y un menisco cóncavo característico del agua, indicando la forma correcta de lectura con líneas discontinuas naranjas. — Comparación entre el menisco convexo del mercurio y el menisco cóncavo del agua en mediciones de volumen.

El menisco es la curva superficial del líquido generada por la relación entre el líquido y el material que lo contiene. Cualquier situación donde el liquido no es capaz de mojar las paredes del cilindro, se formará siempre un menisco convexo.

Ejemplo: Si llenas un tubo de ensayo o una probeta de vidrio con mercurio, notarás que el líquido no se adhiere ni «moja» las paredes del recipiente.

El menisco cóncavo es el más común, si el líquido es capaz de mojar las paredes del cilindro, se formará siempre un menisco cóncavo.

Ejemplo: Cuando viertes agua en una probeta, un vaso de precipitados o un tubo de ensayo de vidrio, puedes notar claramente que el líquido «moja» las paredes del recipiente.

¡Conviértete en un experto del laboratorio! Practica midiendo volúmenes con probetas virtuales

Medir con precisión es una de las habilidades más importantes en la ciencia, pero dominar la lectura del menisco cóncavo y calcular volúmenes directos o indirectos requiere práctica constante. Con este simulador interactivo de Educaplus, podrás experimentar de forma virtual sin el riesgo de derramar sustancias reales.

La gran ventaja de esta herramienta es que te entrena directamente en la perspectiva visual correcta a la altura de los ojos y te enseña a afinar la vista para estimar medidas con una cifra decimal exacta (como 43.0 mL o 21.7 mL). ¡Pon a prueba tu precisión, interpreta la escala graduada como un verdadero científico y supera cada reto de medición!

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Cálculo del volumen en objetos irregulares

Para un objeto irregular, como una piedra o un tornillo, usa el método del desplazamiento: mide el volumen inicial de agua, sumerge el objeto por completo y mide el volumen final. La diferencia es el volumen del objeto. Este método solo sirve si el objeto se hunde, no se disuelve y no absorbe agua.

$$V_{\text{objeto}} = V_{\text{final}} – V_{\text{inicial}}$$

Observa el ejemplo de la imagen:

Infografía educativa de tres pasos que explica la determinación del volumen de un objeto irregular mediante el método de desplazamiento en un vaso de precipitados con agua, mostrando el volumen inicial, la inmersión de una piedra y el cálculo final de la diferencia de volumen — Proceso paso a paso para calcular el volumen de un objeto irregular aplicando el método de desplazamiento del agua en un vaso de precipitados.

Según la tradición, Arquímedes usó una idea parecida para comprobar si una corona era de oro puro. Hoy el mismo principio se emplea en ingeniería y en laboratorios de materiales.

Y los gases, ¿qué volumen tienen?

Un gas no tiene volumen propio: se expande hasta ocupar todo el recipiente que lo contiene. Por eso, el volumen que ocupa una cantidad de gas depende de la presión y de la temperatura a las que se encuentre. Esta idea se estudia con más detalle en el tema de los estados de la materia.

Temperatura: qué mide realmente un termómetro

Temperatura y movimiento de las partículas

Toda la materia está formada por partículas que se mueven sin parar. La temperatura mide, de forma indirecta, la energía de movimiento media de esas partículas: cuanto más rápido se agitan, mayor es la temperatura.

No confundas temperatura con calor. El calor es la energía que pasa de un cuerpo más caliente a otro más frío hasta que alcanzan el equilibrio térmico. La temperatura, en cambio, describe el estado de agitación de las partículas de un cuerpo; no es la energía que se transfiere.

Escalas de temperatura: Celsius, kelvin y Fahrenheit

Usarás tres escalas:

Celsius (°C) es la de uso diario en España y Latinoamérica: 0 °C es el punto de congelación del agua y 100 °C su ebullición a presión normal.

Kelvin (K) es la del Sistema Internacional y empieza en el cero absoluto, la temperatura más baja posible, que equivale a −273,15 °C.

Fahrenheit (°F) se usa en Estados Unidos.

Termómetro con cuatro puntos de referencia y sus valores en grados Celsius, kelvin y grados Fahrenheit — Cero absoluto, congelación del agua, temperatura corporal y ebullición del agua en las tres escalas (esquema sin escala).

Estas son las fórmulas de conversión. Fíjate en que al kelvin no se le llama grado: se dice «300 kelvin», no «300 grados kelvin».

$$T_{\text{K}} = T_{\text{C}} + 273{,}15$$

$$T_{\text{F}} = 1{,}8 \times T_{\text{C}} + 32$$

$$T_{\text{C}} = \frac{T_{\text{F}} – 32}{1{,}8}$$

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Termómetros: del mercurio al infrarrojo

Un termómetro clásico aprovecha la dilatación de un líquido. Los de mercurio fueron muy populares, pero en la Unión Europea su venta al público está prohibida desde 2009 por la toxicidad de este metal. Hoy se emplean termómetros de alcohol coloreado, digitales y de infrarrojos; estos últimos miden la radiación que emite un cuerpo sin tocarlo.

Temperatura y volumen: la dilatación en la vida real

La mayoría de los materiales aumenta su volumen al calentarse y lo reduce al enfriarse, porque, al agitarse más, sus partículas se separan ligeramente. Por eso los puentes tienen juntas de dilatación y los termómetros funcionan.

El Sexto Informe de Evaluación del IPCC (2021) estima que la expansión térmica del océano explica alrededor de la mitad del aumento del nivel del mar observado entre 1971 y 2018: el agua se calienta, aumenta su volumen y ocupa más espacio. Aquí temperatura y volumen se dan la mano.

Densidad: la relación entre masa y volumen

La densidad une las tres magnitudes del artículo, porque indica cuánta masa hay en cada unidad de volumen. 1 kg de plomo ocupa mucho menos espacio que 1 kg de espuma porque el plomo es más denso.

$$\rho = \frac{m}{V}$$

La letra griega ρ (se lee «ro») representa la densidad. En el SI se mide en kg/m³, pero en el laboratorio se usa g/cm³ (o g/mL). Para pasar de g/cm³ a kg/m³ se multiplica por 1000: el agua, con 1 g/cm³, equivale a 1000 kg/m³.

Triángulo de la densidad con la masa arriba, la densidad y el volumen abajo, y las tres formas de la fórmula — Tapa la magnitud que buscas: si las otras dos quedan lado a lado, se multiplican; si una queda sobre la otra, se dividen.

Interpretar el valor de la densidad: ¿flota o se hunde?

Compara la densidad del objeto con la del líquido. Si el objeto es menos denso, flota; si es más denso, se hunde; si la densidad es igual, queda suspendido entre dos aguas.

Gráfico de barras con la densidad de corcho, pino, hielo, agua, aluminio, hierro, cobre y oro — Los sólidos macizos con densidad menor que 1 g/cm3 flotan en agua; los demás se hunden.

La temperatura también cambia la densidad

Al calentar un líquido, su volumen aumenta mientras su masa se mantiene. Como la densidad es la masa entre el volumen, la densidad disminuye. Con el aire ocurre lo mismo: el aire caliente es menos denso que el frío y por eso asciende, lo que permite volar a los globos aerostáticos.

El agua es un caso especial. Entre 0 °C y 4 °C se contrae al calentarse y alcanza su máxima densidad cerca de 4 °C. Además, al congelarse su volumen aumenta alrededor de un 9 %, de modo que el hielo (0,92 g/cm³) es menos denso que el agua líquida. Por eso el hielo flota y los lagos se congelan de arriba hacia abajo, lo que permite que los peces sobrevivan bajo la capa de hielo.

Aplicaciones reales de la masa volumen y temperatura

Cocina: una receta pide 250 g de harina (masa), 0,5 L de leche (volumen) y un horno a 180 °C (temperatura).

Salud: los jarabes se dosifican en mililitros y se considera que hay fiebre a partir de unos 38 °C de temperatura corporal.

Laboratorio: se pesan reactivos en gramos, se miden disoluciones con probetas y se controla la temperatura de las reacciones.

Industria y transporte: los camiones cisterna calculan la masa del combustible a partir de su volumen y de su densidad, que cambia con la temperatura.

Medioambiente: el calentamiento de los océanos aumenta su volumen y contribuye a la subida del nivel del mar.

Errores comunes al medir y calcular

Usar «peso» como sinónimo de «masa»: el peso es una fuerza y se mide en newtons, no en kilogramos.

Escribir «grados kelvin»: el kelvin se nombra sin la palabra «grado».

Olvidar convertir unidades antes de calcular, por ejemplo mezclar litros con centímetros cúbicos.

Leer la probeta desde arriba, en lugar de hacerlo a la altura de los ojos y en la base del menisco.

Creer que 1 L de cualquier líquido tiene una masa de 1 kg: solo se cumple, de forma aproximada, para el agua.

Confundir temperatura con calor y pensar que un objeto grande «tiene más temperatura» por ser grande.

Dar el resultado sin unidad: un número sin unidad no es una medida.

Resumen: ideas clave antes de avanzar

1. La masa es la cantidad de materia (kg, g) y se mide con una balanza; no cambia de un lugar a otro.

2. El volumen es el espacio que ocupa un cuerpo (m³, L, mL, cm³) y se mide con una probeta o con fórmulas.

3. La temperatura mide la agitación de las partículas (°C, K, °F) y se mide con un termómetro.

4. La densidad es la relación entre la masa y el volumen, y decide si algo flota o se hunde.

5. Convierte siempre las unidades antes de calcular y escribe la unidad en tu resultado.

Sigue aprendiendo en este sitio:

Si quieres repasar cómo se expresan las cantidades muy grandes o muy pequeñas, visita nuestro artículo sobre: Notación científica.
Para aprender a redondear bien tus medidas, consulta: Cifras significativas.
Para profundizar en las unidades de las demás magnitudes, lee: Magnitudes físicas y Conversiones.
Cuando domines la temperatura, descubre cómo se comporta la materia en: Estados de la materia.

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¿Cuál de las tres magnitudes te parece más difícil de entender y por qué? Si tienes un ejemplo de tu vida diaria con masa, volumen o temperatura, compártelo y lo comentamos entre todos.

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Simulador interactivo de densidad masa volumen y temperatura

Leer ayuda, pero experimentar enseña más. Con los laboratorios virtuales de PhET Interactive Simulations, de la Universidad de Colorado Boulder, puedes cambiar valores, equivocarte y volver a intentarlo sin romper nada.

En este artículo trabajarás con el simulador de Densidad. Cambia la masa y el volumen de un bloque, sumérgelo en el líquido y descubre si flota o se hunde. Ábrelo aquí:

Aquí te dejo el link del simulador de Estados de la materia. Calienta y enfría un recipiente con partículas y observa cómo cambian su movimiento, la distancia entre ellas y su estado. Es la mejor forma de ver qué es la temperatura. Ábrelo aquí:

Cómo sacarle partido en tres pasos

Predice: escribe en la tabla de abajo qué crees que ocurrirá.
Prueba: abre el simulador y haz el experimento tal como lo planteaste.
Compara: anota lo que observaste y explica por qué coincide (o no) con tu predicción.

Predecir antes de ver

Antes de tocar el simulador, escribe tu hipótesis. Después ejecútalo y compara. Cuando una predicción falla, aprendes más que cuando aciertas.

Antes de empezar, predice…	Mi predicción	Lo que observé
En el simulador de densidad, elige un bloque personalizado y mantén fija su masa. Si aumentas solo el volumen, ¿la densidad sube o baja? ¿Seguirá hundiéndose?
Dos bloques tienen el mismo volumen (por ejemplo, 5 L): uno de 1 kg y otro de 10 kg. ¿Cuál flotará en agua y cuál se hundirá?
En el simulador de estados de la materia, si calientas el recipiente, ¿las partículas se mueven más rápido o más lento? ¿Qué ocurre con la distancia entre ellas?
Si enfrías mucho el recipiente, ¿en qué estado crees que quedará la sustancia?

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¿Coincidieron tus predicciones con lo que viste en el simulador?

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Ejemplos resueltos paso a paso de masa volumen y temperatura

Resuelve siempre con este método:

1) Lee y subraya los datos,

2) Elige la fórmula,

3) Convierte las unidades,

4) Calcula y

5) Comprueba que el resultado tiene sentido y lleva su unidad.

Nivel principiante

Ejemplo 1. Un paquete de arroz tiene una masa de 2,5 kg. ¿Cuántos gramos son?

Paso 1. Dato: 2,5 kg. Equivalencia: 1 kg = 1000 g.

Paso 2. Escribe el factor de conversión con los kilogramos abajo para que se simplifiquen y multiplica.

$$2{,}5\ \text{kg} \times \frac{1000\ \text{g}}{1\ \text{kg}} = 2500\ \text{g}$$

Resultado: 2500 g. Tiene sentido: el gramo es más pequeño que el kilogramo, así que el número crece.

Ejemplo 2. Un día de verano marca 25 °C. ¿Cuántos kelvin son?

Paso 1. Dato: 25 °C. Se usa la fórmula de conversión de Celsius a kelvin.

$$T_{\text{K}} = T_{\text{C}} + 273{,}15$$

Paso 2. Sustituye el valor.

$$T_{\text{K}} = 25 + 273{,}15 = 298{,}15\ \text{K}$$

Resultado: 298,15 K. Recuerda que se escribe «K», sin el símbolo de grado.

Nivel intermedio

Ejemplo 3. Una probeta contiene 50 mL de agua. Al sumergir por completo un tornillo, el nivel sube a 58 mL. Si el tornillo tiene una masa de 63 g, ¿cuál es su densidad?

Paso 1. Calcula el volumen del tornillo con el método del desplazamiento.

$$V_{\text{objeto}} = 58\ \text{mL} – 50\ \text{mL} = 8\ \text{mL} = 8\ \text{cm}^3$$

Paso 2. Aplica la fórmula de la densidad.

$$\rho = \frac{m}{V} = \frac{63\ \text{g}}{8\ \text{cm}^3} = 7{,}875\ \frac{\text{g}}{\text{cm}^3}$$

Resultado: aproximadamente 7,9 g/cm³, un valor muy cercano al del hierro (7,87 g/cm³). Como es mayor que 1 g/cm³, el tornillo se hunde en agua.

Ejemplo 4. La temperatura de una persona es 98,6 °F. ¿Cuántos grados Celsius son?

Paso 1. Usa la fórmula que pasa de Fahrenheit a Celsius.

$$T_{\text{C}} = \frac{T_{\text{F}} – 32}{1{,}8}$$

Paso 2. Sustituye y calcula primero la resta del numerador.

$$T_{\text{C}} = \frac{98{,}6 – 32}{1{,}8} = \frac{66{,}6}{1{,}8} = 37\ {}^{\circ}\text{C}$$

Resultado: 37 °C, la temperatura normal del cuerpo humano.

Nivel avanzado

Ejemplo 5. Un cubo de aluminio tiene 4 cm de arista y una densidad de 2,7 g/cm³. Calcula su masa en gramos y en kilogramos, y di si flota en agua.

Paso 1. Calcula el volumen del cubo.

$$V = 4\ \text{cm} \times 4\ \text{cm} \times 4\ \text{cm} = 64\ \text{cm}^3$$

Paso 2. Despeja la masa a partir de la densidad.

$$m = \rho \times V = 2{,}7\ \frac{\text{g}}{\text{cm}^3} \times 64\ \text{cm}^3 = 172{,}8\ \text{g}$$

Paso 3. Convierte a kilogramos.

$$172{,}8\ \text{g} \times \frac{1\ \text{kg}}{1000\ \text{g}} = 0{,}1728\ \text{kg}$$

Resultado: 172,8 g (0,1728 kg). Como 2,7 g/cm³ es mayor que 1 g/cm³, el cubo se hunde.

Ejemplo 6. Un laboratorio necesita 1,6 kg de un alcohol cuya densidad es 0,8 g/cm³. ¿Qué volumen, en litros, debe medir?

Paso 1. Convierte la masa a gramos para trabajar con la densidad en g/cm³.

$$1{,}6\ \text{kg} \times \frac{1000\ \text{g}}{1\ \text{kg}} = 1600\ \text{g}$$

Paso 2. Despeja el volumen.

$$V = \frac{m}{\rho} = \frac{1600\ \text{g}}{0{,}8\ \text{g/cm}^3} = 2000\ \text{cm}^3$$

Paso 3. Convierte a litros, sabiendo que 1 L = 1000 cm³.

$$2000\ \text{cm}^3 \times \frac{1\ \text{L}}{1000\ \text{cm}^3} = 2\ \text{L}$$

Resultado: 2 L. Tiene sentido: el alcohol es menos denso que el agua, así que 1,6 kg de alcohol ocupan más volumen (2 L) que 1,6 kg de agua (1,6 L).

Problemas evaluados: pon a prueba lo que has aprendido en masa volumen y temperatura

Llegó el momento de comprobar lo aprendido. Resuelve cada problema en tu cuaderno antes de mirar la solución. Después, compara tu resultado con el procedimiento: si coincide, fue correcta; si no, fue incorrecta. Cuando termines los seis, ve a la tabla Puntuación y marca tus aciertos y errores.

Nivel	Problemas	Puntos por problema	Subtotal
Principiante	2	5	10
Intermedio	2	20	40
Avanzado	2	25	50
Total	6		100

Aprobación mínima: 75 puntos.

Problema 1 · Nivel principiante · 5 puntos

Un jarabe viene en un frasco de 350 mL. Expresa su volumen en litros.

Muéstrame la respuesta

Dato: 350 mL. Equivalencia: 1 L = 1000 mL.

$$350\ \text{mL} \times \frac{1\ \text{L}}{1000\ \text{mL}} = 0{,}35\ \text{L}$$

Respuesta correcta: 0,35 L.

Problema 2 · Nivel principiante · 5 puntos

La temperatura normal del cuerpo humano es 37 °C. Exprésala en kelvin.

Muéstrame la respuesta

Se suma 273,15 a la temperatura en grados Celsius.

$$T_{\text{K}} = 37 + 273{,}15 = 310{,}15\ \text{K}$$

Respuesta correcta: 310,15 K.

Problema 3 · Nivel intermedio · 20 puntos

Una pieza metálica de 135 g se sumerge en una probeta que marca 40 mL. El nivel sube a 90 mL. Calcula su densidad e indica, con ayuda del gráfico de densidades, de qué metal puede ser.

Muéstrame la respuesta

Primero calcula el volumen de la pieza.

$$V = 90\ \text{mL} – 40\ \text{mL} = 50\ \text{mL} = 50\ \text{cm}^3$$

Después calcula la densidad.

$$\rho = \frac{m}{V} = \frac{135\ \text{g}}{50\ \text{cm}^3} = 2{,}7\ \frac{\text{g}}{\text{cm}^3}$$

Respuesta correcta: 2,7 g/cm3, que corresponde al aluminio. Como es mayor que 1 g/cm3, se hunde en agua.

Problema 4 · Nivel intermedio · 20 puntos

El termómetro de una receta estadounidense marca 104 °F. Calcula la temperatura en grados Celsius y en kelvin.

Muéstrame la respuesta

Primero pasa a grados Celsius.

$$T_{\text{C}} = \frac{104 – 32}{1{,}8} = \frac{72}{1{,}8} = 40\ {}^{\circ}\text{C}$$

Después pasa a kelvin.

$$T_{\text{K}} = 40 + 273{,}15 = 313{,}15\ \text{K}$$

Respuesta correcta: 40 °C y 313,15 K. Ambos valores deben estar bien para dar el problema por correcto.

Problema 5 · Nivel avanzado · 25 puntos

Un bloque de madera mide 20 cm × 10 cm × 5 cm y tiene una masa de 600 g. Calcula su densidad, indica si flota en agua y qué porcentaje de su volumen queda sumergido.

Muéstrame la respuesta

Calcula el volumen.

$$V = 20\ \text{cm} \times 10\ \text{cm} \times 5\ \text{cm} = 1000\ \text{cm}^3$$

Calcula la densidad.

$$\rho = \frac{600\ \text{g}}{1000\ \text{cm}^3} = 0{,}6\ \frac{\text{g}}{\text{cm}^3}$$

Como 0,6 es menor que 1, el bloque flota. Un cuerpo que flota en equilibrio desplaza una masa de agua igual a su propia masa (principio de Arquímedes). Por eso, la fracción de su volumen que queda sumergida es el cociente entre las densidades.

$$\text{fracción sumergida} = \frac{\rho_{\text{bloque}}}{\rho_{\text{agua}}} = \frac{0{,}6}{1{,}0} = 0{,}6 = 60\ \%$$

Respuesta correcta: 0,6 g/cm³; flota; el 60 % de su volumen queda bajo el agua.

Problema 6 · Nivel avanzado · 25 puntos

Una botella vacía de 40 g se llena con 1,5 L de un líquido cuya densidad es 1,2 g/cm³. Calcula la masa del líquido en kilogramos y la masa total de la botella llena en gramos.

Muéstrame la respuesta

Convierte el volumen a centímetros cúbicos.

$$1{,}5\ \text{L} \times \frac{1000\ \text{cm}^3}{1\ \text{L}} = 1500\ \text{cm}^3$$

Calcula la masa del líquido.

$$m = \rho \times V = 1{,}2\ \frac{\text{g}}{\text{cm}^3} \times 1500\ \text{cm}^3 = 1800\ \text{g} = 1{,}8\ \text{kg}$$

Suma la masa de la botella.

$$m_{\text{total}} = 1800\ \text{g} + 40\ \text{g} = 1840\ \text{g}$$

Respuesta correcta: 1,8 kg de líquido y 1840 g en total.

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Problema 2 (5 pts)	Problema 2
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Problema 4 (20 pts)	Problema 4
Problema 5 (25 pts)	Problema 5
Problema 6 (25 pts)	Problema 6
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Conclusión de masa volumen y temperatura: medir bien es el primer paso para entender la química

Has recorrido tres magnitudes que son la base de cualquier experimento: la masa, el volumen y la temperatura. Sabes qué miden, con qué unidades se expresan, qué instrumentos usar y cómo convertir entre escalas. También descubriste que al unir masa y volumen aparece la densidad, la clave para explicar por qué el hielo flota y una moneda se hunde.

Lo más importante no es memorizar fórmulas, sino cuidar el método: leer los datos, convertir unidades, calcular y comprobar si el resultado tiene sentido. Si en los problemas evaluados no llegaste a 75 puntos, vuelve a los ejemplos, usa el simulador y repite; la práctica es lo que construye la comprensión.

Actividades prácticas para dominar masa volumen y temperatura

Parte I: problemas propuestos de masa volumen y temperatura (solo respuesta final)

Resuelve en tu cuaderno y compara únicamente con la respuesta final. Si te equivocas, revisa las unidades antes de repetir el cálculo.

Nivel 1: Básico

1. Convierte 4500 g a kilogramos.

Respuesta final: 4,5 kg

2. Convierte 3 L a mililitros.

Respuesta final: 3000 mL

Nivel 2: Intermedio

3. Convierte 300 K a grados Celsius.

Respuesta final: 26,85 °C

4. Un objeto de 240 g ocupa 80 cm³. Calcula su densidad.

Respuesta final: 3 g/cm³

5. Convierte 50 °C a grados Fahrenheit.

Respuesta final: 122 °F

6. Un cubo de 5 cm de arista tiene una masa de 337,5 g. Calcula su densidad.

Respuesta final: 2,7 g/cm³

7. ¿Qué volumen ocupan 540 g de aluminio (densidad 2,7 g/cm³)?

Respuesta final: 200 cm³

Nivel 3: Avanzado

8. Expresa en kg/m³ la densidad de 0,9 g/cm³ de un aceite.

Respuesta final: 900 kg/m³

9. Un bloque de hierro (7,87 g/cm³) tiene una masa de 15,74 kg. ¿Cuántos litros ocupa?

Respuesta final: 2 L

10. Se mezclan 200 cm³ de agua (1 g/cm³) con 300 cm³ de aceite (0,9 g/cm³). Suponiendo que los volúmenes se suman, calcula la densidad de la mezcla.

Respuesta final: 0,94 g/cm³

Parte II: actividades por tipo de trabajo

Tipo	Actividad	Qué debes entregar
Individual	1. Mi tabla de unidades. Haz una tabla propia con las unidades de masa, volumen y temperatura y dos ejemplos de la vida real para cada una. 2. Diario de temperaturas. Mide durante tres días la temperatura exterior a la misma hora y conviértela a kelvin. 3. Corrige el error. Busca tres frases con errores (por ejemplo, «grados kelvin») y corrígelas.	Cuaderno o ficha con tus respuestas.
Colaborativa	1. Reto flota o se hunde. En equipos de 3 o 4, predigan qué objetos flotan en agua y después compruébenlo. 2. Duelo de conversiones. Un integrante dice una medida y el resto la convierte lo más rápido posible. 3. Mural de errores comunes. Creen un póster con cinco errores frecuentes y su corrección.	Tabla de predicciones y resultados, o póster.
Aplicación real	Mini proyecto: laboratorio de cocina. Con ayuda de un adulto, mide la masa y el volumen de tres líquidos (agua, aceite y jarabe), calcula la densidad de cada uno y verifica tu cálculo vertiendo con cuidado los tres en un vaso transparente: ¿en qué orden se acomodan?	Informe de una página con datos, cálculos, fotos y conclusión.

Seguridad: usa solo materiales de cocina, evita los líquidos muy calientes y trabaja siempre con la supervisión de un adulto.

Preguntas frecuentes sobre masa volumen y temperatura

¿La masa y el peso son lo mismo?

No, aunque en la vida diaria se usen como sinónimos. La masa es la cantidad de materia (se mide en kg) y no cambia; el peso es una fuerza (se mide en N) y depende de la gravedad del lugar. En la Luna tu masa sería la misma, pero pesarías menos.

¿Un kilo de plumas pesa menos que un kilo de plomo?

No: ambos tienen la misma masa, 1 kg. Lo que cambia es el volumen. Un kilo de plumas ocupa muchísimo más espacio porque su densidad es mucho menor.

Si un objeto es más grande, ¿siempre tiene más masa?

No. El tamaño depende del volumen, no de la masa. Un globo grande lleno de aire tiene mucha menos masa que una bola pequeña de plomo.

¿Temperatura y calor son lo mismo?

No. La temperatura mide la agitación media de las partículas; el calor es la energía que pasa de un cuerpo a otro por una diferencia de temperatura. Una piscina a 25 °C contiene mucha más energía térmica que una taza de café a 80 °C, aunque su temperatura sea menor.

¿Se dice «grados kelvin»?

No. El nombre correcto es simplemente kelvin y se escribe K, sin el símbolo de grado. Los grados se usan en las escalas Celsius y Fahrenheit.

¿El hielo flota porque «pesa menos» que el agua?

Solo en parte. Un cubito de hielo no flota por tener menos masa, sino por ser menos denso (0,92 g/cm³) que el agua líquida (1,00 g/cm³): con la misma masa, el hielo ocupa más volumen.

¿Un litro siempre es igual a un kilogramo?

Solo de forma aproximada y para el agua. Un litro de aceite tiene una masa de unos 0,92 kg y un litro de mercurio, de más de 13 kg. La relación depende de la densidad de cada sustancia.

Si enfrío agua, ¿siempre se vuelve más densa?

Casi siempre, pero el agua tiene una rareza: alcanza su máxima densidad a unos 4 °C. Por debajo de esa temperatura se expande ligeramente, y al congelarse su volumen aumenta alrededor de un 9 %. Por eso el hielo flota.

¿Un objeto grande tiene más temperatura que uno pequeño?

No necesariamente. La temperatura no depende del tamaño. Un clavo pequeño en una hoguera puede estar a mayor temperatura que una bañera enorme de agua tibia.

¿Existen temperaturas negativas en kelvin?

En los fenómenos que estudias en ESO, no. El cero absoluto (0 K) es el límite inferior: las partículas tienen la mínima agitación posible. Lo que sí existe son valores negativos en grados Celsius, como −10 °C, que equivalen a 263,15 K.