Dentsitate (fisika)-en iturria ikusi

{{HezkuntzaPrograma|Fisika eta Kimika}}
{{beste erabilpenak|Fisikako neurriari|Demografiako neurria|Biztanle dentsitatea}}

Fisikan, '''dentsitatea'''  [[Bolumen (espazioa)|bolumen]] jakin batean dagoen [[masa]]ren kantitateari dagokion magnitudea da. Zehazkiago hitz eginez, substantziaren bolumen-unitateko masari ''dentsitate absolutua'' deritzo. SI sisteman, dentsitate absolutua magnitude eratorria da, oinarrizko unitateen araberako <math>\text {kg·m}^{-3}</math> konposizioa duena, eta <math>\text {M·L}^{-3}</math> dimentsioa. Dentsitate hitza latineko ''densĭtas, -ātis'' hitzetik dator, eta greziar alfabetoko ''rho'' letrarekin, <math>\rho</math>,sinbolizatzen da. Nazioarteko SI sisteman dagokion unitatea <math>\text {kg/m}{^3}</math> da. Bestalde, dentsitate absolutuari '''''masa espezifikoa''''' ere esaten zaio. Uraren dentsitate absolutua <math>\rho_{\text {ura}} = 1000 \text { kg·m}{^{-3}}</math> da.

== Dentsitate kontzeptuari buruzko historia laburra ==
Kondaira zahar batek kontatzen duenez, Sirakusako [[Hieron II.a Sirakusakoa|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 [[Arkimedesen printzipioa|Arkimedes]]<nowiki/>i 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 [[Vitrubio]]<nowiki/>k idatzitako ''De Architectura'' liburuan, preseski; horregatik, jakintsu askok zalantzan jartzen dute kontakizun horren egiazkotasuna.<ref>{{Cite aldizkari|hizkuntza=en|izenburua=The First Eureka Moment|urtea=2004|abizena=305|izena=Science|orrialdeak=|orrialdea=1219|argitaletxea=|ISBN=Vol. 305, Issue 5688, pp. 1219
DOI: 10.1126/science.305.5688.1219e}}</ref>

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 dentsitateak ==
[[Fitxategi:Artsy density column.png|thumb|370x370px|Likido nahastezinen zutabea, dentsitatearen arabera]]

=== Dentsitate absolutua ===
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 dentsitatea ====
Definizioz, edozein formatako gorputzaren ''batez besteko dentsitate absolutua'' gorputzaren masaren eta bolumenaren arteko erlazioa da:<math display="block">\rho = \frac {m}{V}.</math>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.<br /><br />
==== Dentsitate puntuala ====
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 <math>\Delta V</math> bolumen txikia kontuan hartuz, bolumen horri dagokion masa <math>\Delta m</math> izanik, honelaxe definitzen da limite modura <math>\boldsymbol r</math> puntu jakinaren dentsitate puntuala, <math>\rho (\boldsymbol r)</math> :<math display="block">\rho (\boldsymbol r)=\lim_{\Delta V \to 0} \frac {\Delta m}{\Delta V}= \frac {\text {d}m}{\text {d}V}</math>[[Homogeneo|Material homogeneo]]<nowiki/>en 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.<br /><nowiki/>
=== Dentsitate erlatiboa ===
Substantzia homogeneo baten [[dentsitate erlatibo]]a bere dentsitate absolutuaren eta eta uraren dentsitate absolutuaren arteko zatidura da:[[Fitxategi:Air density vs temperature.svg|thumb|330x330px|Airearen dentsitatea tenperaturaren arabera.]]<math display="block">\rho _{\text {r}} = \frac {\rho}{\rho}_\text {ura}.</math>
Esan bezala, [[sistema metriko hamartar]]rean, [[ur]]aren dentsitate absolutua <math>1000 \text { kg/m}^{3}</math> da, edo gauza bera dena, <math>1 \text { kg/L}</math>, baina neurketa egiten denean presioa eta tenperatura honako hauek izanik hurrenez hurren: <math>1 \text{ atm}</math> eta <math>4 \text { }^\circ \text {C}</math>. Definizioz, uraren dentsitate erlatiboa <math>1</math> 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 <math>1 \text { atm}</math>-ko presioan eta <math>0 \text { }^\circ \text {C}</math>-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 legea]]<nowiki/>n ikus daitekeen bezala.

== Dentsitatearen neurketa ==
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.
[[Fitxategi:Densimetro o galattometro con custodia (serie di 2) - Musei del cibo - Parmigiano - 108.tif|thumb|Dentsimetroa]]

=== [[Dentsimetro]]a ===
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 <math>20 \text { }^\circ \text {C}</math>-ko tenperatura izan behar du, eta dentsimetroak geldi egon behar du irakurketa egiten den bitartean.

== Unitateak ==

Dentsitatea adierazteko gehien erabiltzen diren unitateak honakoak dira:
* kilogramo metro kubiko bakoitzeko (<math>\text {kg/m}^3</math>); edo “kilogramo zati metro kubiko” ere esaten da.

* gramo zentimetro kubiko bakoitzeko (<math>\text {g/cm}^3</math>)

* kilogramo litroko (<math>\text {kg/L}</math>) edo kilogramo dezimetro kubiko bakoitzeko (<math>\text {kg/dm}^3</math>). Uraren dentsitatea <math>1 \text { kg/L}</math> da (<math>1000 \text { g/dm}^3 =1 \text { g/cm}^3 = 1 \text { g/mL}</math>).

* gramo litroko (<math>\text {g/L}</math> edo <math>\text {g/dm}^3</math>). Unitate hau gasen kasuan erabiltzen da.

== Hainbat substantziaren dentsitatea ==

<center><table border=1>
<tr><td>'''Gaia'''</td><td>'''Dentsitatea [kg/m³]'''</td></tr>
<tr><td>[[Olio]]a</td><td><center>920</center></td></tr>
<tr><td>[[Altzairu]]a</td><td><center>7850</center></td></tr>
<tr><td>[[Ur]]a</td><td><center>1000</center></td></tr>
<tr><td>[[Itsasoko ur]]a</td><td><center>1027</center></td></tr>
<tr><td>[[Aire]]a</td><td><center>1.3</center></td></tr>
<tr><td>[[Alkohol]]a</td><td><center>780</center></td></tr>
<tr><td>[[Aluminio]]a</td><td><center>2700</center></td></tr>
<tr><td>[[Karbono]]a</td><td><center>2260</center></td></tr>
<tr><td>[[Kautxu]]a</td><td><center>950</center></td></tr>
<tr><td>[[Giza anatomia|Giza gorputza]]</td><td><center>950</center></td></tr>
<tr><td>[[Diamante]]a</td><td><center>3515</center></td></tr>
<tr><td>[[Gasolina]]</td><td><center>680</center></td></tr>
<tr><td>[[Izotz]]a</td><td><center>920</center></td></tr>
<tr><td>[[Burdina]]</td><td><center>7800</center></td></tr>
<tr><td>[[Hormigoi]]a</td><td><center>2400</center></td></tr>
<tr><td>[[Zur]]a</td><td><center>900</center></td></tr>
<tr><td>[[Merkurio (elementua)|Merkurioa]]</td><td><center>13600</center></td></tr>
<tr><td>[[Urre]]a</td><td><center>19600</center></td></tr>
<tr><td>[[Pomez harri]]a</td><td><center>700</center></td></tr>
<tr><td>[[Zilar]]ra</td><td><center>10500</center></td></tr>
<tr><td>[[Platino]]a</td><td><center>21400</center></td></tr>
<tr><td>[[Berun]]a</td><td><center>11300</center></td></tr>
<tr><td>[[Poliuretano]]a</td><td><center>40</center></td></tr>
<tr><td>[[Odol]]a</td><td><center>1480 - 1600</center></td></tr>
<tr><td>[[Lurra]] (Planeta)</td><td><center>5515</center></td></tr>
<tr><td>[[Beira]]</td><td><center>2500</center></td></tr>
</table>
</center>

== Elementu kimikoen dentsitatea ==
Ondoko taula periodikoan, elementu kimikoek laborategiko baldintzetan duten dentsitatea dago adierazita, <math>\text{g·cm}^{-3}</math>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.
{| class="wikitable"
|H
| colspan="16" |
|He
|-
|Li
0,534
|Be
1,848
| colspan="10" |
|B
2,34
|C
2
|N
|O
|F
|Ne
|-
|Na
0,971
|Mg
1,738
| colspan="10" |
|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
|*<br />
|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
|**<br />
|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
|-
|*<br />
|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
|-
|**<br />
|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 <math>\text{g·cm}^{-3}</math>unitatetan neurtuta.
{| class="wikitable"
|H
0,071
| colspan="16" |
|He
|-
|Li
0,512
|Be
1,69
| colspan="10" |
|B
2,08
|C
|N
|O
|F
|Ne
|-
|Na
0,927
|Mg
1,584
| colspan="10" |
|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
|*<br />
|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
|**<br />
|Rf
|Db
|Sg
|Bh
|Hs
|Mt
|Ds
|Rg
|Cn
|Nh
|Fl
|Mc
|Lv
|Ts
|Og
|-
|*<br />
|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
|-
|**<br />
|Ac
|Th
|Pa
|U
17,3
|Np
|Pu
16,63
|Am
|Cm
|Bk
|Cf
|Es
|Fm
|Md
|No
|Lr<br />
|}<br />

== Erreferentziak ==
{{erreferentzia_zerrenda}}

== Bibliografia ==
* Etxebarria Bilbao, J.R. (arg.) ''Fisika orokorra (2. argitalpena)'', UEU, (2003) [[International Standard Book Number|ISBN]] [[Berezi%3ABookSources/9788484380450|9788484380450]]. <small>Noiz kontsultatua: 2018-12-07</small>
* M., Fishbane, Paul (2008) ''Fisika zientzialari eta ingeniarientzat. 1. bolumena, (1.etik-21.era Gaiak)'' Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea [[International Standard Book Number|ISBN]] [[Berezi%3ABookSources/9788490820308|9788490820308]] [[PubMed Central|PMC]]932800438.
* Marcelo Alonso, Edward J. Finn (1976). ''Física''. Fondo Educativo Interamericano. <small>ISBN 84-03-20234-2</small>

== Ikus gainera ==
{{commonskat}}
*[[masa]]
*[[Bolumen (espazioa)|bolumena]]
*[[pisu]]a
*[[pisu espezifiko]]a
*[[bolumen espezifiko]]a

[[Kategoria:Magnitude fisikoak]]
[[Kategoria:Dentsitatea]]