La densità misura la massa contenuta nell’unità di volume, ovvero rappresenta il rapporto tra la massa e l’unità di volume di una sostanza:
\[\rho=\dfrac{m}{V}=\left[\dfrac{M}{L^3}\right]\]
La densità di una sostanza è dipendente dalla temperatura e dalla pressione; nei gas, la densità è direttamente proporzionale alla pressione ed inversamente proporzionale alla temperatura, mentre nei solidi e nei liquidi, essendo sostanze (praticamente) incomprimibili la variazione della loro densità al variare della pressione è trascurabile.
Densità di una miscela
Per calcolare la densità di una miscela costituita da più sostanze (“componenti”) si può utilizzare la seguente relazione:
\[\rho =\dfrac {1}{V}\sum _im_i=\sum _i\rho _i\]
dove:
- \(m_i\) è la massa di componente i nella miscela;
- \(V\) è il volume della miscela;
- \(\rho_i\) è la concentrazione massica di componente \(i\) nella miscela.
Densità relativa (gravità specifica)
La densità di una sostanza riferita alla densità di un’altra sostanza nota, è detta densistà relativa \(d\), definita come il rapporto tra la densità della sostanza oggetto di studio e la densità di una sostanza nota di riferimento ad una determinata temperatura (tipicamente viene utilizzata acqua a 4 °C). Pertanto:
\[d=\dfrac{\rho}{\rho_{acqua}}\]
La densità relativa è una grandezza adimensionale anche se nel Sistema Internazionale è comunque espressa in grammi al centimetro cubo (g/cm3) oppure in chilogrammi al litro (kg/L). Questo perché la densità dell’acqua a 4°C è pari a 1 g/cm3 = kg/L = 1000 kg/m3.