Densitet (også kaldet massefylde) er en måling, der angiver, hvor meget stof der er samlet i et givent rumfang. En genstand med meget stof i et bestemt volumen har en høj massefylde; en genstand med lidt stof i samme volumen har en lav massefylde. Densiteten beregnes ved at dividere en genstands masse med dens volumen, dvs. hvor tæt materien er pakket i objektet.

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

Her er ρ massefylden, m er massen og V er volumenet. For praktisk brug er det nyttigt at kende omformninger og alternative former af formlen:

  • ρ = m / V
  • m = ρ · V
  • V = m / ρ

Enheder

  • SI-enheden for densitet er kilogram per kubikmeter (kg/m³).
  • I laboratorier og tekniske tabeller bruges ofte gram per kubikcentimeter (g/cm³). Forholdet er: 1 g/cm³ = 1000 kg/m³.
  • Andre enheder forekommer, fx g/mL for væsker (1 mL = 1 cm³).

Typiske værdier (eksempler)

  • Rent vand ved 4 °C: ca. 1000 kg/m³ = 1,00 g/cm³
  • Luft ved havniveau og 15 °C: ca. 1,225 kg/m³
  • Jern: ca. 7874 kg/m³
  • Bly: ca. 11340 kg/m³

Målemetoder

Hvordan man måler densitet afhænger af objektets form og materiale:

  • Regelmæssig form: Beregn volumen ud fra geometriske formler (f.eks. kubus, sfære, cylinder) og mål massen på en vægt. Brug derefter ρ = m / V.
  • Uregelmæssig fast genstand: Bestem volumen ved væskeforskydning (Archimedes‑metoden): mål hvor meget vand genstanden forskyder i en målbæger, og mål massen separat.
  • Væsker: Brug en pyknometer eller et hydrometer; mål masse af et kendt volumen eller aflæs relativ densitet.
  • Porøse materialer og gasarter: Kræver ofte specielle metoder eller korrektioner for indespærret luft og temperatur/tryk.

Temperatur og tryk

Densitet afhænger af temperatur (og for gasser også af tryk). Når temperaturen stiger, udvider de fleste materialer sig, så volumen øges og densiteten falder. For nøjagtige målinger skal man angive den temperatur (og for gasser også tryk), som værdien gælder for.

Relativ densitet (specifik vægt/tyngde)

Specifik densitet eller relativ densitet (ofte kaldet specific gravity) er forholdet mellem stoffets densitet og en reference (typisk vand ved 4 °C). Det er dimensionsløst:

  • SG = ρ_stof / ρ_vand
  • Eksempel: Hvis et materiale har ρ = 2000 kg/m³, så er SG = 2000 / 1000 = 2,0.

Eksempel på beregning

Antag en genstand har massen 250 g og volumenet 125 cm³. Densiteten er

  • ρ = m / V = 250 g / 125 cm³ = 2,0 g/cm³.
  • Omregnet til SI-enheder: 2,0 g/cm³ = 2000 kg/m³.

Praktiske kommentarer og faldgruber

  • Porøse materialer kan indeholde luft; mål derfor den egentlige faststofvolumen, hvis relevant.
  • Ved væskeblandinger afhænger densiteten af sammensætningen og temperatur.
  • Når man vejer under vand eller måler volumen ved displacement, skal man være opmærksom på overfladespænding og bobler.
  • Densitet er vigtig i mange anvendelser: materialevalg, flydeevne og opdrift (Arkimedes’ lov), hydraulik, geologi, kemi og produktionsteknik.