Sűrűség

A sűrűség (jele: ρ - görög: ró) az adott térfogategység tömegének mértéke. Ha egy test sűrűsége nagyobb az annyit jelent, hogy adott térfogategységenként nagyobb a tömege. Egy test átlagos sűrűsége egyenlő a teljes tömeg és a teljes térfogat hányadosával. Egy sűrűbb test (például vas) kisebb térfogatot foglal el, mint egy ugyanakkora tömegű kisebb sűrűségű anyag (például víz).

Minta a legnagyobb sűrűségű anyagból, az irídiumból

A sűrűség SI mértékegysége kilogramm per köbméter (kg/m³)

$\rho ={\frac {m}{V}}$

ahol

ρ a test sűrűsége (kg/m³)

m a test teljes tömege (kg)

V a test teljes térfogata (m³)

A sűrűség fajtái

A sűrűségnek csak homogén testeknél van értelme. Vegyük a homokot példának. Ha egy tárolót lazán feltöltünk homokkal és elosztjuk a homok tömegét a tároló térfogatával, akkor kapunk egy értéket. Ha ezt a tárolót újra feltöltjük, és hagyjuk, hogy a homok jobban összeálljon, akkor az előzőnél nagyobb értéket kapunk. Mindkét esetben a térfogat egy részét a homokszemek közti hézagok foglalják el.

További mértékegységek

A sűrűség SI mértékegysége kilogramm per köbméter (kg/m³). Szabványos mértékegysége még a gramm per köbcentiméter (g/cm³), és a megagramm per köbméter (Mg/m³). További elfogadott SI mértékegységei, a liter és a tonna, széles választékot kínálnak a sűrűség kifejezésére (pl.: kilogramm per liter (kg/l)). Az USA hagyományos mértékegység rendszere szerint a sűrűséget font per köblábban (lb/ft³), font per köbyardban (lb/yd³), font per köbhüvelykben (lb/in³), uncia per köbhüvelykben (oz/in³) (1 uncia = 28,35 g), font per gallonban (lb/gal), font per bushelben (lb/bu) (1 bushel = 290,79 l), valamint a mérnökök által használt slug per köbméterben (1 slug = 14,6 kg) mérhetjük.

A tiszta víz sűrűsége 101 325 Pa nyomáson 3,98 °C-on (277,13 K) a legnagyobb: 999,972 kg/m&sup3.

1901-től 1964-ig a litert 1 kg víz maximális térfogataként definiálták, mivel a tiszta víz legnagyobb sűrűsége kb. 1,000000 kg/l (most 0,999972 kg/l). Sokáig tehát ez a meghatározás volt hatályban, mígnem kiderítették a tiszta víz tényleges maximális sűrűségét, ami 0,999972 kg/dm³. Így a diákoknak ebben az időszakban olyan rejtett tényeket kellett megtanulniuk, mint például a köbcentiméter és a milliliter teljes eltérése. (1 ml = 1,000028 cm³).

A sűrűség mérése

A folyékony anyagok sűrűségét areométerrel és piknométerrel mérik. A piknométer egy pontos térfogatú üvegedény. Egy arra alkalmas folyadékot használ (pl.: vizet vagy higanyt) a térfogat arkhimédeszi elv szerinti meghatározására. ISO szabványa: ISO 1183-1:2004. Szilárd anyagok sűrűségének mérésére gázpiknométert használnak.

Elemek sűrűsége

A legnagyobb sűrűsége valószínűleg egy neutron csillagnak van. A fekete lyukaknak, a központjukban található rendkívüli gravitáció miatt, az általános relativitáselmélettel összhangban, nincs kiterjedésük, így a sűrűségüket nem értelmezzük.

A Földön található legsűrűbb természetes anyag az irídium, körülbelül 22 650 kg/m³.

Néhány anyag sűrűsége:

Anyag	Sűrűsége (kg/m3)
Irídium	22 650
Ozmium	22 610
Platina	21 450
Arany	19 300
Volfrám	19 250
Urán	19 050
Higany	13 580
Palládium	12 023
Ólom	11 340
Ezüst	10 490
Réz	8 960
Vas	7 870
Ón	7 310
Titán	4 507
Gyémánt	3 500
Alumínium	2 700
Magnézium	1 740
Tengervíz	1 025
Víz	1 000
Jég	917
Etil-alkohol	790
Benzin	730
Aerogél	3,0
Bármilyen gáz	az átlagos moláris tömeg 0,0446-tal szorozva, ezért standard hőmérsékleten és nyomáson 0,09 és 10,0 között van
Például levegő	1,2

A levegő sűrűsége (ρ) bizonyos hőmérsékleteken (°C)
T (°C)	ρ (kg/m³)
- 10	1,341
- 5	1,316
0	1,293
+ 5	1,269
+ 10	1,247
+ 15	1,225
+ 20	1,204
+ 25	1,184
+ 30	1,164

Megjegyzések:

• A levegőnek kicsi a sűrűsége, de nem nulla.
• Az aerogél a világ legkisebb sűrűségű szilárd anyaga.

Külső hivatkozások

• Angolszász mértékegységek átváltása
• Gázok sűrűségének mérése a Bunsen-féle kiömlési törvény alapján