En la física, la densidad es la masa ( m ) por el volumen ( V ) - el cociente de la unidad de la cantidad de materia en un objeto comparado a su volumen. Un objeto pequeño, pesado, tal como una roca o un terrón del plomo, es más denso que un objeto más grande de la misma masa, tal como un pedazo de corcho o de espuma.

En el caso común de una sustancia homogénea, se expresa la densidad como: = \ frac {m} {V} del $\backslash \; de\; rho\; del\; donde,\; en\; las\; unidades\; del\; SI:\; el\; \rho \; del\; (rho)\; es\; la\; densidad\; de\; la\; sustancia,\; medida\; en\; kg·\; el\; m\; del$
de m^-3 es la masa de la sustancia, medida en el V kilogramo es el volumen de la sustancia, medido en el m³

La densidad se expresa en algunos casos como una gravedad específica o densidad relativa o específica, en este caso se expresa en los múltiplos de la densidad de un poco de otro material estándar, generalmente agua o aire.

Historia

En un problema famoso, el Archimedes fue dado la tarea de determinar si orfebre de s de rey Hiero el 'desfalcaba el oro durante la fabricación de una guirnalda dedicada a dioses y lo substituía por otro, una aleación más barata .

Archimedes sabía que la guirnalda de forma irregular se podría romper en un cubo o una esfera, donde el volumen se podría calcular más fácilmente en comparación con el peso; el rey no aprobó de esto.

Desconcertado, Archimedes fue a tomar un baño y observado de la subida del agua sobre entrar ese él podría calcular el volumen de la corona con la dislocación del agua. Alegado, sobre este descubrimiento, Archimedes fue a funcionar con sin embargo las calles en el grito desnudo, " ¡Eureka! ¡Eureka! " (" griego; He encontrado el it"). Consecuentemente, el " del término; " de eureka ; el lenguaje común incorporado y se utiliza hoy para indicar un momento de aclaración.

Esta historia primero apareció en forma escrita en libros de Vitruvius los 'de la arquitectura, dos siglos después de que supuesto ocurrió. Algunos eruditos han dudado la exactitud de este cuento, decir entre otras cosas que el método hubiera requerido las medidas exactas que habrían sido difíciles de hacer en ese entonces.

Medida de la densidad

Para un objeto homogéneo, la masa/el volumen de la fórmula puede ser utilizada. La masa se mide normalmente con una escala apropiada; el volumen se puede medir directo (de la geometría del objeto) o por la dislocación de un líquido. Un instrumento muy común para la medida directa de la densidad de un líquido es el aerómetro . Un dispositivo menos común para medir la densidad flúida es un picnómetro, un dispositivo similar para medir la densidad absoluta de un sólido es un picnómetro del gas.

Otra posibilidad de determinar la densidad de un líquido o de un gas es la medida con un metro de densidad digital - basado en el principio oscilante del tubo en forma de "u" .

La densidad de un material sólido puede ser ambigua, dependiendo de exactamente cómo se define, y ésta puede causar la confusión en la medida. Un ejemplo común es arena: si está llenada suavemente en un envase, la densidad será pequeña; cuando la misma arena se condensa en el mismo envase, ocupará menos volumen y por lo tanto llevará una mayor densidad. Esto es porque " sand" contiene muchos granos individuales medios del espacio aéreo; esta densidad total se llama la densidad a granel, que diferencia perceptiblemente de la densidad de un grano de la arena individual. ¡ Definición formal La densidad se define como masa del por el volumen de unidad . Una declaración sucinta de lo que esta pueden ser obtenidos los medios considerando una pequeña caja en un sistema coordinado de cartesiano del $\backslash \; del\; delta\; x$ de las dimensiones, $\backslash \; delta\; y$, $\backslash \; delta\; z$. Si la masa es representada por una función total neta, después la densidad en un cierto punto será: el $del\; \backslash \; comienza\; \{alinear\}\; \backslash \; rho\; y\; =\; \backslash \; lim\_\; \{volumen\; \backslash \; a\; 0\}\; \backslash \; del\; frac\; \{\backslash \; mbox\; \{masa\; de\; la\; caja\}\}\; \{\backslash \; mbox\; \{volumen\; de\; caja\}\}\; \backslash \; \backslash \; y\; =\; \backslash \; lim\_\; \{\backslash ,\; \backslash \; delta\; z\; del\; delta\; x,\; \backslash \; del\; delta\; y\; \backslash \; a\; 0\}\; \backslash \; se\; fue\; (\backslash \; el\; frac\; \{\; de\; m\; (x\; +\; \backslash \; delta\; x,\; y\; +\; \backslash \; delta\; y,\; z\; +\; \backslash \; delta\; z)\; -\; m\; (x,\; y,\; z)\}\; \{\backslash \; delta\; x\; \backslash \; delta\; y\; \backslash \; delta\; z\}\; \backslash \; derecho)\; \backslash \; \backslash \; y\; =\; \backslash \; del\; frac\; \{d\; m\}\; \{d\; V\}\; \backslash \; \backslash \; \backslash \; fin\; \{alinear\}\; \backslash ,$

Para una sustancia homogénea, este derivado es igual a la masa neta sobre el volumen neto. Para la caja genérica de sustancia no homogénea (el $m\; =\; m\; (x,\; y,\; z)$), la regla de cadena se pueden utilizar para ampliar el derivado en una expresión sensible:

$\backslash \; rho\; =\; \backslash \; frac\; \{1\}\; \{L\_x^2\}\; \backslash \; frac\; \{\backslash \; m\; parcial\}\; \{\backslash \; x\; parcial\}\; +\; \backslash \; frac\; \{1\}\; \{L\_y^2\}\; \backslash \; frac\; \{\backslash \; m\; parcial\}\; \{\backslash \; y\; parcial\}\; +\; \backslash \; frac\; \{1\}\; \{L\_z^2\}\; \backslash \; frac\; \{\backslash \; m\; parcial\}\; \{\backslash \}\; parcial\; \backslash ,\; de\; z$

Donde están las escalas $L\_x$, $L\_y$, $L\_z$ de las hachas (el mide por ejemplo). -->

Unidades comunes

En las unidades acostumbradas de los E. o las unidades imperiales, las unidades de densidad incluyen:
Onzas por la pulgada cúbica (oz/in³)
el golpea por la pulgada cúbica (lb/in³)
libras por el pie cúbico (lb/ft³)
libras por la yarda cúbica (lb/yd³)
libras por el galón (para los galones imperiales (lb/gal) de los E. o
libras por el celemín (lb/bu) de los E.
el slugs por pie cúbico.

Cambios de la densidad

En densidad general puede ser cambiado cambiando la presión o la temperatura . El aumento de la presión aumentará siempre la densidad de un material. El aumento de la temperatura disminuye generalmente la densidad, pero hay excepciones notables a esta generalización. Por ejemplo, la densidad del agua aumenta entre su punto de fusión en 0  °C y 4  el °C y el comportamiento similar se observa en el silicio en las bajas temperaturas.

El efecto de la presión y de la temperatura sobre las densidades de líquidos y de sólidos es pequeño de modo que una compresibilidad típica para un líquido o un sólido sea 10^-6  barra ^-1 (1  bar=0.1  El MPa) y un expansivity termal típico es 10^-5  K ^-1.

En cambio, la densidad de gases es afectada fuerte por la presión. La ley de Boyle dice que la densidad de un gas ideal es dada por = \ frac {P.} {RT} del $\backslash \; de\; rho\; del$

donde está el constante $R$ de gas universal, $P$ es la presión, el $M$ la masa molar, y el $T$ la temperatura absoluta .

Esto significa que un gas en 300  K y 1  la barra tendrá su densidad doblada aumentando la presión a 2  barra o reduciendo la temperatura a 150  K .

Densidad del agua

Densidad del aire

.

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