Masse par unité de volume d'une substance, couramment exprimée en kilogrammes par mètre cube (kg·m⁻³) ou en grammes par centimètre cube (g·cm⁻³).

Principe

La densité est une propriété intensive définie par ρ = m/V pour un échantillon homogène ; elle dépend de la composition, de la température et de la pression pour les phases compressibles et peut révéler des différences structurelles ou de composition.

Démonstration

L'eau pure à 4 °C a une densité proche de 1,000 g·cm⁻³ (1000 kg·m⁻³) ; mesurer la masse d'un échantillon de volume connu donne la densité, qui distingue par exemple l'éthanol (0,789 g·cm⁻³) de l'octane (0,703 g·cm⁻³).

Mauvaise application

Considérer la densité comme une constante intrinsèque fixe sans préciser la température et la pression, ou moyenner des densités de mélanges hétérogènes sans tenir compte de la porosité ou des vides internes.

Conséquence

Des valeurs de densité précises permettent de convertir masse et volume, servent aux calculs de flottabilité et de dynamique des fluides, et constituent un indicateur de pureté, de phase ou de composition en analyse des matériaux.

Inversion

Le volume massique (l'inverse de la densité) met l'accent sur le volume par unité de masse ; tandis que la densité réduit l'information en masse par volume, le volume massique est préféré dans certains traitements thermodynamiques.

Limite

S'applique aux phases en masse homogènes ou aux échantillons bien définis à des conditions d'état spécifiées ; exclut les densités apparentes anisotropes (p. ex. densité d'empilement de poudres), les densités effectives dans matériaux poreux ou composites sans qualification et les distributions ponctuelles de masse dans des champs non homogènes.

Tension sémantique

Tension entre la 'densité' comme propriété mesurable facilement en laboratoire et sa dépendance aux variables d'état et à la microstructure, ce qui engendre une ambiguïté lorsque température, pression, porosité ou composition sont omises.

Synthèse

La densité est la propriété intensive masse par unité de volume pour un échantillon homogène aux conditions spécifiées ; elle permet de convertir masse et volume, informe sur la flottabilité et l'identification des matériaux, et doit être accompagnée des conditions d'état pour être utile.