Πυκνότητα

Συνήθως, συμβολίζεται με το ελληνικό γράμμα ρ ή με το λατινικό γράμμα d. Μονάδα μέτρησης της πυκνότητας στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων είναι το ${\displaystyle kg/m^{3}}$ (χιλιόγραμμο ανά κυβικό μέτρο). Συχνά, χρησιμοποιείται και η μονάδα ${\displaystyle g/cm^{3}}$ (γραμμάριο ανά κυβικό εκατοστό). Ο βασικός μαθηματικός τύπος της πυκνότητας είναι ο λόγος της μάζας ενός υλικού, m, προς τον όγκο, V, που την περιέχει:

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

Η πυκνότητα συνιστά ένα εντατικό μέγεθος, καθώς εκφράζεται ως πηλίκο μεγεθών που εξαρτώνται από την ποσότητα του υλικού το οποίο αφορούν (εκτατικά μεγέθη). Συνεπώς, η πυκνότητα είναι χαρακτηριστικό μέγεθος του εκάστοτε υλικού και δεν εξαρτάται από την ποσότητά του. Για παράδειγμα, η πυκνότητα ενός σιδερένιου συνδετήρα είναι ίδια με την πυκνότητα μιας σιδερένιας ράβδου, δηλαδή ίση με 7880 ${\displaystyle kg/m^{3}}$ περίπου, καθώς το υλικό κατασκευής των δύο αντικειμένων είναι το ίδιο.

Προς απλοποίηση των συγκρίσεων πυκνότητας σε διαφορετικά συστήματα μονάδων, η πυκνότητα συχνά αντικαθίσταται από την αδιάστατη ποσότητα που είναι γνωστή ως «ειδικό βάρος». Πρόκειται για τον λόγο της πυκνότητας ενός υλικού προς την πυκνότητα ενός άλλου, πρότυπου υλικού, συνήθως του νερού. Έτσι, ένα υλικό με ειδικό βάρος μικρότερο του νερού (δηλαδή ${\displaystyle <1}$) επιπλέει εντός αυτού, ενώ ένα υλικό με ειδικό βάρος μεγαλύτερο του νερού (δηλαδή ${\displaystyle >1}$) βυθίζεται εντός του.

Η πυκνότητα ενός υλικού ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία και την πίεση, καθώς συνήθως οι δύο αυτοί παράγοντες συνδέονται με τον όγκο του υπό εξέταση υλικού και, συνεπώς, επηρεάζουν την πυκνότητά του. Η προκύπτουσα διακύμανση της πυκνότητας είναι συνήθως μικρή για τα στερεά και τα υγρά, αλλά πολύ μεγαλύτερη για τα αέρια. Για τον λόγο αυτό, οι ενδεικτικές τιμές πυκνότητας που δίνονται στους παρακάτω πίνακες αντιστοιχούν σε συγκεκριμένες τιμές θερμοκρασίας και πίεσης, είτε πρόκειται για τις λεγόμενες «κανονικές συνθήκες», ή για άλλες, αναγραφόμενες τιμές.

Διάφορα υλικά

Νερό

Αέρας

 

Άλλα υλικά σώματα

Σώμα	ρ (kg/m3)	Σημείωση
Γη	5.515	Μέση πυκνότητα
Εσωτερικό τμήμα του πυρήνα της Γης	13.000	Προσέγγιση
Πυρήνας του Ήλιου	33.000–160.000	Προσέγγιση
Λευκός νάνος	${\displaystyle 2,1\cdot 10^{9}}$	Προσέγγιση
Ατομικός πυρήνας	${\displaystyle 2,3\cdot 10^{17}}$	Δεν εξαρτάται έντονα από το μέγεθος του πυρήνα
Αστέρας νετρονίων	${\displaystyle 3,7\cdot 10^{17}-5,9\cdot 10^{17}}$

• Κατάλογος χημικών στοιχείων κατά ατομικό αριθμό
• Άνωση
• Κανονικές συνθήκες