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Dichte

Dichte

Die Massendichte oder Dichte eines Materials ist seine Masse pro Volumeneinheit. Das für die Dichte am häufigsten verwendete Symbol ist ρ (der griechische Kleinbuchstabe rho). Mathematisch ist Dichte definiert als Masse geteilt durch Volumen.

Dabei ist ρ die Dichte, m die Masse und V das Volumen. In einigen Fällen (beispielsweise in der Öl- und Gasindustrie der Vereinigten Staaten) wird die Dichte auch als Gewicht pro Volumeneinheit definiert, obwohl diese Menge besser als spezifisches Gewicht bezeichnet wird.

Unterschiedliche Materialien haben normalerweise unterschiedliche Dichten, daher ist die Dichte ein wichtiges Konzept in Bezug auf Auftrieb, Reinheit und Verpackung.

Weniger dichte Flüssigkeiten schwimmen auf dichteren Flüssigkeiten, wenn sie sich nicht vermischen. Dieses Konzept kann mit einiger Sorgfalt auf weniger dichte Feststoffe ausgedehnt werden, die auf dichteren Flüssigkeiten schwimmen. Wenn die durchschnittliche Dichte (einschließlich Luft unterhalb der Wasserlinie) eines Objekts geringer als die von Wasser ist, schwimmt es im Wasser und wenn sie höher als die von Wasser ist, sinkt es im Wasser.

In einigen Fällen wird die Dichte als dimensionslose Größe des spezifischen Gewichts oder der relativen Dichte ausgedrückt. In diesem Fall wird sie in Vielfachen der Dichte eines anderen Standardmaterials, üblicherweise Wasser oder Luft / Gas, ausgedrückt. (Zum Beispiel bedeutet ein spezifisches Gewicht von weniger als eins, dass der Stoff in Wasser schwimmt.

Die Massendichte eines Materials variiert mit Temperatur und Druck. (Die Varianz ist in der Regel bei Feststoffen und Flüssigkeiten gering und bei Gasen viel größer.) Durch Erhöhen des Drucks auf ein Objekt wird das Volumen des Objekts verringert und daher dessen Dichte erhöht. Durch Erhöhen der Temperatur eines Stoffes (mit einigen Ausnahmen) wird seine Dichte durch Erhöhen des Volumens dieses Stoffes verringert. Bei den meisten Materialien führt das Erhitzen des Bodens eines Fluids zu einer Konvektion der Wärme von unten nach oben aufgrund der Abnahme der Dichte des erhitzten Fluids. Dadurch steigt es relativ zu dichterem, nicht erhitztem Material an.

Der Kehrwert der Dichte eines Stoffes wird als spezifisches Volumen bezeichnet, eine in der Thermodynamik gebräuchliche Darstellung. Dichte ist insofern eine intensive Eigenschaft, als eine Erhöhung der Menge einer Substanz ihre Dichte nicht erhöht; vielmehr erhöht es seine Masse