dichtheden

Dichtheid (meervoud: dichtheden) is een maat voor de massa per volume-eenheid van een stof of systeem. De veelgebruikte uitdrukking is ρ = m/V, waarbij ρ de dichtheid aangeeft, m de massa en V het volume. Dichtheden worden uitgedrukt in eenheden zoals kilogram per kubieke meter (kg/m³) of gram per kubieke centimeter (g/cm³).

Fysieke dichtheid varieert met temperatuur en druk. Voor vaste stoffen en vloeistoffen verandert ρ meestal langzaam met temperatuur, terwijl gasvormige stoffen veel gevoeliger zijn voor druk en temperatuur. Water heeft bijvoorbeeld een unieke eigenschap: zijn dichtheid is maximaal bij ongeveer 4°C, wat gevolgen heeft voor natuur- en engineeringtoepassingen.

Verschillende soorten dichtheden komen voor. Massa-dichtheid (ρ) verwijst naar massa per volume van de stof. Bulk- of volumedichte stoffen houden ook rekening met holtes en poriën; de porositeit geeft aan welk deel van het volume uitvulbaar is door lucht of gas. Een andere gerelateerde maat is de particle density, die het dichtheidsconcept fungeert op het niveau van vaste deeltjes. In materialenwetenschap kan men spreken over bulkdichtheid versus absolute dichtheid (massa per volume zonder poriën).

Gasmatische dichtheden volgen onder andere de ideale gaswet: ρ = pM/RT, waarin p de druk, M het molaire massа is, R de gasconstante en T de temperatuur. Dit verklaart waarom gassen lichter worden bij verhoging van de temperatuur of verlaging van de druk.

In wiskunde en statistiek verwijst dichtheid vaak naar de kansdichtheidsfunctie (kansdichtheid), een niet-negatieve functie die de kansdichtheid van een continue kansverdeling beschrijft. Zo’n functie is integraal genormaliseerd tot 1. Veelvoorkomende voorbeelden zijn de normale dichtheidsfunctie en kernel-dichtheden.

Dichtheden vormen een fundamenteel concept in natuurkunde, engineering, geografie en wiskunde, met uiteenlopende definities en meetmethoden afhankelijk van het toepassingsgebied.

---