Nous expliquons ce qu’est la densité et quels types de densité existent. Exemples de densité absolue de différentes substances.
Quelle est la densité de la matière ?
La densité est une quantité scalaire , souvent utilisée en physique et en chimie , qui fait référence à la quantité de masse présente dans un corps ou une substance donnée par unité de volume. Il est généralement représenté par le symbole ρ.
Deux corps ou substances ayant exactement la même taille et les mêmes proportions peuvent avoir des densités différentes , et cela se mesure par la densité moyenne, qui est le rapport entre la masse d’un corps et le volume qu’il occupe dans l’espace, selon la formule suivante :
où m est la masse et V est le volume , l’unité de mesure de la densité dans le système international sera donc le kilogramme par mètre cube (kg/m 3 ) ou des unités de mesure équivalentes.
Les variations de température et de pression influencent la mesure de la densité d’une substance.
La densité de la matière est souvent associée à l’histoire du philosophe grec Archimède , qui aurait été chargé de déterminer si la couronne du roi avait été forgée à l’aide d’or pur ou fabriquée à partir d’un alliage avec d’autres métaux .
Lors d’un bain d’immersion, Archimède s’est rendu compte qu’il pouvait calculer le volume de la couronne en la plongeant dans l’eau et en mesurant le déplacement du liquide , sans avoir à la faire fondre ou à la casser. Il pourrait alors peser la couronne (pour obtenir sa masse) et déterminer, à l’aide de la formule ci-dessus, la densité de la couronne. Il a comparé les valeurs de la densité calculée de la couronne avec la densité de l’or pur (qui est une constante), et a ainsi su s’il s’agissait d’or pur ou d’un alliage, puisque la densité de l’or aurait varié lorsqu’il était mélangé avec d’autres métaux.
Voir aussi: Gravité spécifique
Types de densité
Il existe plusieurs types de densité de matière :
- Densité absolue. En général, on parle de densité absolue quand on emploie le terme densité , et c’est une quantité intensive calculée, comme nous l’avons dit plus haut, à partir du volume et de la masse. Ses unités SI de mesure sont (kg/m 3 ).
- Densité relative. Cet autre type, en revanche, résulte de la comparaison entre la densité de la substance en question et une autre qui sert de référence, c’est donc une grandeur sans dimension (sans unité). Pour les liquides et les solides , la masse volumique de l’eau est utilisée comme référence (à 1 atm et 4 °C), tandis que pour les gaz, la masse volumique de l’air est utilisée (à 1 atm et 0 °C). Il est calculé comme suit :
où r est la densité relative, est la densité absolue et 0 est la densité de la substance de référence. - Densité apparente. Elle s’applique aux matériaux hétérogènes, ainsi qu’aux matériaux poreux, dont le mélange affecte la densité (inférieure à celle si chaque élément était compacté séparément). Ainsi, ce type de densité ne dépend pas de la nature de la matière, mais de la manière dont elle est arrangée. Par exemple, si nous avons un matériau hydraté, sa densité apparente sera :
où a est la masse volumique apparente du matériau, mh est la masse du matériau séché et V0 est le volume du matériau hydraté, c’est-à-dire sans séchage.
Exemples de densité
Quelques exemples de densité absolue de différents éléments et substances (exprimés dans leurs unités appropriées) peuvent être :
