Ireki menu nagusia

Fisikan, dentsitatea da bolumen jakin batean dagoen masaren kantitateari dagokion magnitudea. Zehazkiago hitz eginez, substantziaren bolumen-unitateko masari dentsitate absolutua deritzo. SI sisteman, dentsitate absolutua magnitude eratorria da, oinarrizko unitateen araberako konposizioa duena, eta dimentsioa. Dentsitate hitza latineko densĭtas, -ātis hitzetik dator, eta greziar alfabetoko rho letrarekin, ,sinbolizatzen da. Nazioarteko SI sisteman dagokion unitatea da. Bestalde, dentsitate absolutuari masa espezifikoa ere esaten zaio. Uraren dentsitate absolutua da.

Dentsitate kontzeptuari buruzko historia laburraAldatu

 
Agian, honela konparatu ziren koroaren eta urrearen dentsitateak. Ez dakigu ziur.

Kondaira zahar batek kontatzen duenez, Sirakusako Hieron II.ak susmoa zeukan bitxigile batek urrea lapurtu ote zion koroa bat fabrikatzean. Nahiz eta koroak urretan emandako pisu berbera zeukan, erregeak uste izan zuen urre guztia ez zegoela koroan, baizik eta urrearen parte bat beste metal batez ordezkatua izan zela. Hortaz, bere garaiko jakintsu handienetakoa zen Arkimedesi eskatu zion arazoa argitzea.

Legendak dioenez, bainu bat hartu bitartean, jarritako problema horri buruzko hausnarketan ziharduela, Arkimedes konturatu zen, uretara sartzean bainuontziko uraren gainazala igo egiten zela, bere gorputzak uretan betetzen zuen bolumenaren kausaz. Sakonago pentsatuz, eta ideia bera koroaren bolumenari aplikatuz, ondorioztatu zuen ezen gorputza zenbat eta astunago izan hainbat eta bolumen txikiagoa betetzen zuela. Berak bazekien urrea beste metal guztiak baino askoz astunagoa zela, eta beste edozein metalek bolumen handiago behar zuela pisu bera izateko. Kontakizunak dioenez, aurkikuntza hori egitean hain pozik jarri zen ezen biluzik eta korrika irten zela bainuontzitik kalera, «Eureka! Eureka!» oihukatuz (grezieraz Εύρηκα hitzak «aurkitu dut» esan nahi zuen). Gaur egun, hizkuntza askotan erabiltzen da hitz hori, aurkikuntza-uneko pozkaria adierazteko. Hortik hasi omen zen dentsitate kontzeptua zehazten. Baina, izatez, istorio hori gertatu baino bi mende geroago agertu zen lehen aldiz testu idatzi batean, Marko Vitrubiok idatzitako De Architectura liburuan, preseski; horregatik, jakintsu askok zalantzan jartzen dute kontakizun horren egiazkotasuna.[1]

Istorio beraren beste bertsio batek dioenez, Arkimedesek goranzko bultzada bat sentitu omen zuen uretan sartzean, eta pentsatu zuen uretan sarturiko edozein gorputzek goranzko bultzada hori jasotzen zuela, baita erabat murgildurik ez zeudenak ere; hortik, gorputz arinak flotatzea, baina gorputz astunak hondoratzea. Eta horregatik, zenbat eta dentsoagoak izan, bultzada txikiagoa jasotzea pisu berean, alboko animazioko irudian ikus daitekeenez. Bertsio horretatik abiaturik sortu zen gaur egun Arkimedesen printzipioa izenaz ezagutzen duguna.

Mota desberdinetako dentsitateakAldatu

 
Likido nahastezinen zutabea, dentsitatearen arabera

Dentsitate absolutuaAldatu

Definizioz, substantzia jakin baten dentsitate absolutua deritzo substantzia horren masaren eta bolumenaren arteko zatidurari. Dena den, gorputz fisikoek substantzia desberdinez osaturik egon daitezkeenez, parte batetik bestera dentsitate desberdinak izan ditzakete. Horregatik, gorputzen ez-homogeneotasun hori kontuan harturik, dentsitate globala (edo batez besteko dentsitatea) eta dentsitate puntuala definitzen dira.

Batez besteko dentsitateaAldatu

Definizioz, edozein formatako gorputzaren batez besteko dentsitate absolutua gorputzaren masaren eta bolumenaren arteko erlazioa da:

 
Gorputza homogeneoa dela esaten da, puntu guztietan material berbera badu; horrek esan nahi du, bere puntu guztietan dentsitate berbera duela. Baina gerta daiteke gorputza homogeneoa ez izatea, hau da, materiala berbera ez izatea puntu guztietan, eta ezta dentsitatea ere; orduan gorputza ez-homogeneoa edo heterogeneoa dela esaten da.

Dentsitate puntualaAldatu

Gorputz ez-homogeneoetako puntu desberdinetan dentsitate desberdinek daudenez, puntu bakoitzaren inguruko dentsitateaz hitz egiten da: dentsitate puntuala da hori (puntu inguruko dentsitatea, alegia). Bistan denez, batez besteko dentsitatea eta dentsitate puntuala desberdinak izango dira, oro har, gorputz ez-homogeneoetan.

Puntu jakin baten inguruko   bolumen txikia kontuan hartuz, bolumen horri dagokion masa   izanik, honelaxe definitzen da limite modura   puntu jakinaren dentsitate puntuala,   :

 
Material homogeneoen kasuan, puntu guztietako dentsitate puntuala eta gorputz osoaren batez besteko dentsitatea elkarren berdinak dira. Material homogeneo bakoitzak bere dentsitatea du, beste materialetatik desberdina dena. Adibide modura, berunezko objetu bat kortxozko (artelazkizko) beste objektu bat baino dentsoagoa da, tamainaren menpekotasunik gabe.

Dentsitate erlatiboaAldatu

Substantzia homogeneo baten dentsitate erlatiboa bere dentsitate absolutuaren eta eta uraren dentsitate absolutuaren arteko zatidura da:

 
Airearen dentsitatea tenperaturaren arabera.

 

Esan bezala, sistema metriko hamartarrean, uraren dentsitate absolutua   da, edo gauza bera dena,  , baina neurketa egiten denean presioa eta tenperatura honako hauek izanik hurrenez hurren:   eta  . Definizioz, uraren dentsitate erlatiboa   da, dimentsiorik gabea, ura hartzen baita substantzia guztientzako erreferentziatzat. Alegia, dentsitate erlatiboa magnitude adimentsionala da, bi dentsitate absoluturen arteko zatidura baita.

Izatez, uraren dentsitatea erreferentziatzat hartzen duen dentsitate erlatiboaren definizio hori likido eta solidoen kasuan erabiltzen da. Gasen kasuan, dentsitate absolutuak askoz txikiagoak direnez, ohitura dago erreferentziatzat airearen dentsitatea hartzeko; hau da, aireak  -ko presioan eta  -ko tenperaturan daukan dentsitate absolutua. Hain zuzen, airearen dentsitatea nahikoa aldatzen da tenperaturarekin, alboko grafikoan agerikoa den bezala; eta gauza bera gertatzen da presioarekin, gas idealen legean ikus daitekeen bezala.

Dentsitatearen neurketaAldatu

Dentsitatea lortzeko hainbat modu daude. Objektu zurrunen kasuan, zeinetan dentsitatea urarena baino handiagoa den, lehenik balantza batean neurtzen da masa, eta ondoren, bolumena lortzen da. Bolumena kalkulatzeko, objektua uretan sartzean desplazatutako uraren kantitatea neurtzen da; dena den, objektuaren forma geometrikoa ezaguna bada, bolumenaren kalkulua modu zuzenean egin daiteke formula geometrikoa erabiliz. Bukatzeko, masaren eta bolumenaren arteko zatidura kalkulatzen da, eta horixe da dentsitate absolutuaren balioa.

 
Dentsimetroa

DentsimetroaAldatu

Likidoen dentsitatea praktikan neurtzeko, dentsimetro izeneko tresna erabil daiteke. Dentsimetroa bi aldetatik itxita dagoen hodi bat da, mutur batean pisu astuna duena, likidoan murgiltzean zutik geratzen dena flotatzen, erabat hondoratu gabe; hodiaren beste aldea kalibratuta dago, noraino murgiltzen den neurtu ahal izateko. Kalibrazioari esker, dentsimetroa sartzean zuzenean neurtzen da likidoaren dentsitatea. Horretarako, likidoak  -ko tenperatura izan behar du, eta dentsimetroak geldi egon behar du irakurketa egiten den bitartean.

UnitateakAldatu

Dentsitatea adierazteko gehien erabiltzen diren unitateak honakoak dira:

  • kilogramo metro kubiko bakoitzeko ( ); edo “kilogramo zati metro kubiko” ere esaten da.
  • gramo zentimetro kubiko bakoitzeko ( )
  • kilogramo litroko ( ) edo kilogramo dezimetro kubiko bakoitzeko ( ). Uraren dentsitatea   da ( ).
  • gramo litroko (  edo  ). Unitate hau gasen kasuan erabiltzen da.

Hainbat substantziaren dentsitateaAldatu

GaiaDentsitatea [kg/m³]
Olioa
920
Altzairua
7850
Ura
1000
Itsasoko ura
1027
Airea
1.3
Alkohola
780
Aluminioa
2700
Karbonoa
2260
Kautxua
950
Giza gorputza
950
Diamantea
3515
Gasolina
680
Izotza
920
Burdina
7800
Hormigoia
2400
Zura
900
Merkurioa
13600
Urrea
19600
Pomez harria
700
Zilarra
10500
Platinoa
21400
Beruna
11300
Poliuretanoa
40
Odola
1480 - 1600
Lurra (Planeta)
5515
Beira
2500

Elementu kimikoen dentsitateaAldatu

Ondoko taula periodikoan, elementu kimikoek laborategiko baldintzetan duten dentsitatea dago adierazita,  unitatetan emana. Izatez, osmioak eta iridioak dentsitatea handiagoa daukaten elementuen dentsitatea teorikoa da, zeren elementu erradioaktibo superastunak oso kantitate txikietan sortzen baitira edo bizkorregi desintegratzen baitira neurketa egin ahal izateko.

H He
Li

0,534

Be

1,848

B

2,34

C

2

N O F Ne
Na

0,971

Mg

1,738

Al

2,6989

Si

2,33

P

1,82

S

2,07

Cl Ar
K

0,89

Ca

1,54

Sc

2,989

Ti

4,51

V

6

Cr

7,15

Mn

7,3

Fe

7,874

Co

8,9

Ni

8,902

Cu

8,96

Zn

7,134

Ga

5,904

Ge

5,323

As

5,72

Se

4,79

Br

3,12

Kr
Rb

1,532

Sr

2,64

Y

4,469

Zr

6,52

Nb

8,57

Mo

10,22

Tc

11,5

Ru

12,1

Rh

12,41

Pd

12,02

Ag

10,5

Cd

8,69

In

7,31

Sn

7,29

Sb

6,68

Te

6,23

I

4,93

Xe
Cs

1,87

Ba

3,62

*
Hf

13,31

Ta

16,4

W

19,3

Re

20,8

Os

22,587

Ir

22,562

Pt

21,45

Au

19,3

Hg

13,546

Tl

11,85

Pb

11,35

Bi

9,79

Po

9,2

At Rn
Fr

1,87

Ra

5

**
Rf

23,2

Db

29,3

Sg

35

Bh

37,1

Hs

40,7

Mt

37,4

Ds

34,8

Rg

28,7

Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
*
La

6,145

Ce

6,77

Pr

6,773

Nd

7,008

Pm

7,264

Sm

7,52

Eu

5,244

Gd

7,901

Tb

8,23

Dy

8,551

Ho

8,795

Er

9,066

Tm

9,321

Yb

6,9

Lu

9,841

**
Ac

10,07

Th

11,72

Pa

15,37

U

19,1

Np

20,25

Pu

19,816

Am

12

Cm

13,51

Bk

13,25

Cf

15,1

Es

8,84

Fm Md No Lr

Bigarren taulan ageri diren dentsitateak elementu bakoitzaren fusio-puntuari dagozkio, beti ere  unitatetan neurtuta.

H

0,071

He
Li

0,512

Be

1,69

B

2,08

C N O F Ne
Na

0,927

Mg

1,584

Al

2,375

Si

2,57

P S

1,819

Cl Ar
K

0,828

Ca

1,378

Sc

2,8

Ti

4,11

V

5,5

Cr

6,3

Mn

5,95

Fe

6,98

Co

7,75

Ni

7,81

Cu

8,02

Zn

6,57

Ga

6,08

Ge

5,6

As

5,22

Se

3,99

Br Kr
Rb

1,46

Sr

6,98

Y

4,24

Zr

5,6

Nb Mo

9,33

Tc Ru

10,65

Rh

10,7

Pd

10,38

Ag

9,32

Cd

7,996

In

7,02

Sn

6,99

Sb

6,53

Te

5,7

I Xe
Cs

1,843

Ba

3,338

*
Hf Ta

15

W

17,6

Re

18,9

Os

20

Ir

19

Pt

19,77

Au

17,31

Hg Tl

11,22

Pb

10,66

Bi

10,05

Po At Rn
Fr Ra **
Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
*
La

5,94

Ce

6,55

Pr

6,5

Nd

6,89

Pm Sm

7,16

Eu

5,13

Gd

7,4

Tb

7,65

Dy

8,37

Ho

8,34

Er

8,86

Tm

8,56

Yb

6,21

Lu

9,3

**
Ac Th Pa U

17,3

Np Pu

16,63

Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr


ErreferentziakAldatu

  1. (Ingelesez)  305, Science (2004) The First Eureka Moment 1219 or. ISBN [[Special:BookSources/Vol. 305, Issue 5688, pp. 1219 DOI: 10.1126/science.305.5688.1219e|Vol. 305, Issue 5688, pp. 1219 DOI: 10.1126/science.305.5688.1219e]] .

BibliografiaAldatu

  • Etxebarria Bilbao, J.R. (arg.) Fisika orokorra (2. argitalpena), UEU, (2003) ISBN 9788484380450. Noiz kontsultatua: 2018-12-07
  • M., Fishbane, Paul (2008) Fisika zientzialari eta ingeniarientzat. 1. bolumena, (1.etik-21.era Gaiak) Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea ISBN 9788490820308 PMC932800438.
  • Marcelo Alonso, Edward J. Finn (1976). Física. Fondo Educativo Interamericano. ISBN 84-03-20234-2

Ikus gaineraAldatu