A densidade relativa, $d$, de um metal é a razão entre a massa volúmica, $\rho$, desse metal e da massa volúmica de um material de referência (água) a uma dada temperatura.

$$d=\frac{\rho_{\text {metal }}}{\rho_{\text {agua }}}(1)$$

A massa volúmica é calculada através de:

$$\rho=\frac{m}{V}(2)$$

Onde $m$ será a massa da substância e $V$, o volume correspondente.

Assim, substituindo (2) em (1), a densidade relativa poderá ser determinada da seguinte forma:

$$d=\frac{\frac{m_{\text {metal }}}{V_{\text {metal }}}}{\frac{m_{\text {água }}}{V_{\text {água }}}} \Leftrightarrow d=\frac{m_{\text {metal }} \times V_{\text {água }}}{m_{\text {água }} \times V_{\text {metal }}}$$

Se tivermos o cuidado de utilizar um volume de metal igual ao volume de água, $V_{\text {agna }}=V_{\text {metal }}$, então:

$$\begin{equation*}d=\frac{m_{\text {metal }}}{m_{\text {água }}} \tag{3}\end{equation*}$$

o que mostra que a densidade relativa, $d$, poderá ser definida como sendo a razão entre a massa de uma determinada amostra de metal, $m_{\text {metal }}$ e a massa de um volume de água igual ao volume da amostra do metal, $m_{\text {agua }}$

Como, na experiência indicada podemos observar que:

1) $m_{A}=m_{\text {metal }}$
2) $m_{B}$ corresponde à massa do picnómetro cheio $+m_{\text {metal }}$
3) $m_{C}$ corresponde à massa do picnómetro $+m_{\text {metal }}$ mas sem o volume de água correspondente ao volume da amostra de metal (é por isso que é importante que o nível de água esteja sempre até ao traço de referência) uma vez que ao colocar a amostra do metal dentro do picnómetro, o volume correspondente de água sairá do mesmo pelo que podemos dizer que $m_{B}-m_{C}=m_{\text {agua }}$,

então, com base em (3) podemos calcular a densidade relativa do metal através de:

$$d=\frac{m_{A}}{m_{B}-m_{C}}$$