Densitat

Per a altres significats vegeu «densitat (desambiguació)».

La densitat, de símbol ρ (lletra rho de l'alfabet grec), i de vegades abreviada com a d, és la massa específica d'un cos o fluid, és a dir, la quantitat de matèria que hi ha per unitat de volum. La densitat és directament proporcional al valor de la massa i inversament proporcional al volum del cos.

Fórmula general:

<math>\rho = \frac{massa}{volum} = \frac{m}{V}</math>

Les unitats de mesura en el Sistema Internacional és el quilogram per metre cúbic (kg/m³). Però per motius històrics i pràctics, normalment es mesura en grams per centímetre cúbic (g/cm³).

La densitat de l'aigua a 3.98 °C és 1000 kg/m³ = 1 g/cm³. En algunes ocasions es pot presentar el valor de la densitat d'una substància respecte al valor de la densitat de l'aigua; aquest és el concepte de densitat relativa.

<math>s = \frac{\rho}{\rho_{aigua}}</math>

Massa volúmica

La massa volúmica (en anglès: mass density) d'un material és la seva massa per unitat de volum. Matemàticament, doncs, la densitat es defineix com massa dividida per volum:

<math> \rho = \frac{m}{V},</math>

on ρ és la densitat, m és la massa, i V és el volum. En alguns casos (per exemple en la indústria del petroli i del gas als Estats Units), la densitat també es defineix com els seu pes per unitat de volum, encara que aquesta quantitat s'anomena amb més propietat pes específic.

En alguns casos la densitat s'expressa amb quantitats sense dimensions de la gravetat específica o la densitat relativa, en aquests casos s'expressa com a múltiples de la densitat d'alguns materials estàndard, normalment l'aigua o aire/gas.

La massa volúmica d'un material varia amb la temperatura i la pressió. Incrementant la pressió sobre un objecte disminueix el volum d'aquest objecte i per tant s'incrementa la seva densitat. Incrementant la temperatura d'una substància (amb algunes excepcions) disminueix la seva densitat per l'increment del volum d'aquesta substància.

El recíproc de la densitat d'una substància s'anomena el seu volum específic. La densitat és una propietat intensiva en que incrementant la quantitat d'una substància no incrementa la seva densitat; el que s'incrementa és la seva massa.

Densitat d'un punt P d'un medi continu

La densitat en un medi continu és una magnitud, escalar, no fonamental, definida en cada punt material. Sigui P un punt material d'un medi continu. Sigui una successió de volums materials, de volum Vi (decreixents) i de massa mi, tals que tots continguin el punt P en el seu interior. Anomenem densitat del punt P al límit de la successió dels quocients <math>mi/Vi</math> quan Vi tendeix a 0 (recordeu que en un medi continu no s'hi contemplem les molècules subatòmiques ni res).

<math>{\rho}=\lim{\frac{mi}{Vi}}</math>

Vegeu també

• Densitometria