densità

La densité, ou masse volumique, est une grandeur qui relie la masse m d’un corps au volume V qu’il occupe, selon ρ = m/V. Dans le système international, l’unité est le kilogramme par mètre cube (kg/m^3). On parle aussi de densité en g/cm^3 ou en mg/m^3 selon le contexte. La densité dépend du type de matière et peut distinguer la densité réelle (ou masse volumique) de la densité apparente d’un corps poreux ou hétérogène; on définit aussi la densité relative ρ_r = ρ/ρ_ref, où ρ_ref est une référence (souvent l’eau pour les solides).

Pour les liquides et les solides, ρ varie peu avec la pression mais peut changer avec la température; pour les gaz, ρ dépend fortement de P et T via l’équation des gaz parfaits ρ = PM/RT où M est la masse molaire du gaz.

Les méthodes de mesure incluent la pesée et la détermination du volume (méthodes volumétriques ou Archimède), ou la pycnométrie pour la densité apparente et la densité réelle. En pratique, l’eau a une densité d’environ 1000 kg/m^3 à 4°C; l’air sec au niveau de la mer environ 1,2 kg/m^3; les solides typiques: acier ~ 7850 kg/m^3, plomb ~ 11300 kg/m^3.

Densité s’applique aussi dans d’autres domaines: densité de population (habitants par unité de surface), densité de probabilité (fonction décrivant la distribution d’une variable continue), densité énergétique (énergie par unité de masse ou de volume).