Technische encyclopedie

Winkler Prins (1975)

Gepubliceerd op 10-01-2025

DICHTHEID

betekenis & definitie

(Fr.: densité (massique); Du.: (Massen)dichte; Eng.: (mass) density), voluit: massadichtheid, ook: volumieke massa (voorheen: soortelijke massa), symbool: ϱ of p, de massa m gedeeld door het volume V:

ϱ = m/V

De waarde van de dichtheid is specifiek voor een stof, en is (met V) afhankelijk van temperatuur en druk. Bij kamertemperatuur ligt de dichtheid van vaste stoffen tussen 22.650 kg m−3 voor iridium, het element dat met osmium beschouwd wordt de grootste dichtheid te hebben, en 200 kg m−3 voor kurk; voor vloeistoffen tussen 13.546 kg m−3 voor kwik en 659 kg m−3 voor hexaan. De dichtheid van gassen is veel kleiner. Men geeft de waarde van de gasdichtheid op onder standaardomstandigheden (atmosferische druk en 0 °C). De dichtheid loopt dan van 6,60 kg m−3 voor SF6 en 5,897 kg m−3 voor xenon tot 0,0899 kg m−3 voor waterstof; de dichtheid van lucht is 1,293 kg m−3.

In de fotografische sensitometrie wordt voor de optische dichtheid de term densiteit gebruikt (zie Densitometrie).

Dichtheid als achtervoegsel betekent: per volume, per oppervlakte, per lengte enz. In deze betekenis komt de term voor in massadichtheid en ladingsdichtheid (de massa, resp. de lading per volume) en in stroomdichtheid (in getalwaarde gelijk aan de elektrische stroom per oppervlakte).

Dichtheidsmeting.

Men kan de dichtheid van een homogene (of de gemiddelde dichtheid van een niet-homogene) vaste stof bepalen door berekening uit de gewogen massa en het gemeten volume van een stuk van de stof, of met de zweefmethode. Hiertoe gaat men na hoe ver een korreltje van de stof wegzinkt in een vloeistofmengsel, waarvan de dichtheid naar beneden toeneemt.

De dichtheid van een vloeistof kan bepaald worden met een pyknometer, een maatkolf met bekende massa, soms voorzien van een thermometer, waarin een bepaald bekend volume vloeistof afgepast en gewogen kan worden. Verder met de balans van Mohr, de areometer, en met de drijf-, zweef-, zinkmethode, waarbij kogeltjes met verschillende geijkte dichtheden stuk voor stuk in de vloeistof worden gebracht; het kogeltje dat juist blijft zweven heeft een dichtheid gelijk aan die van de vloeistof. Vooral bij gassen onderscheidt men de relatieve dichtheid ten opzichte van meestal lucht, zuurstof- of waterstofgas, en de absolute dichtheid die te berekenen is uit de relatieve dichtheid als de absolute dichtheid van het andere gas bekend is.

De gasdichtheid kan men meten door een glazen ballon met een bekende massa en een bekend volume achtereenvolgens te wegen met het onbekende gas (onder gegeven p en T) en gevuld met lucht van bekende p en T; hieruit is de relatieve dichtheid ten opzichte van lucht te berekenen; is de massa van de glazen ballon in vacuüm bekend, dan kan men de absolute dichtheid van het gas berekenen. Voorts door de opwaartse kracht van een lichaam in het onbekend gas en in lucht te meten; hieruit vindt men het verschil der dichtheden van het gas en de lucht, waaruit de relatieve dichtheid van het gas volgt. Verder zijn er methoden die uitgaan eerst van volumemeting of die werken door via het gas een vloeistof te verdringen. In een meer geavanceerde methode maakt men gebruik van de verandering in interferentiepatronen, veroorzaakt door de dichtheidsafhankelijke brekingsindex van een gas (interferometer van Rayleigh-Löwe).

Vaak berust de meting op een samenstel van weging, volumemeting, drukmeting, en van bekende grootheden zoals de dichtheid van water en van lucht.

Relatieve (massa)dichtheid (Fr.: densité relative; Du.: spezifische (Massen)dichte; Eng.: relative density), symbool: d, tevens ϱr, de dichtheid van een bepaalde stof ten opzichte van een referentiestof (standaardstof), meestal water (dichtheid 1000 kg m−3 bij 3,98 °C) (voor gassen ook wel lucht, zuurstof- of waterstofgas), een grootheid met dimensie 1 die gelijk is aan de getalwaarde van het soortelijk gewicht (symbool: γ) uitgedrukt in de vroeger gebruikelijke eenheid gf cm−3 of kgf dm−3. Bij toepassing van het Internationale stelsel van eenheden dient het soortelijk gewicht (γ = ϱg, waarin g de versnelling van de vrije val) echter uitgedrukt te worden in N m−3. Bij voorkeur gebruikt men echter de (relatieve) (massa)dichtheid.

< >