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Densité

Introduction

La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure à °C pour les liquides et les solides. Dans le cas de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la...) ou de vapeur (), le corps de référence gazeux est l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les...), à la même température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant...) et sous la même pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.). La densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le...) est une grandeur sans dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son...) et sa valeur s'exprime sans unité de mesure (En physique et en métrologie, les unités sont des étalons pour la mesure de grandeurs physiques qui ont besoin de définitions précises pour être utiles.).

Histoire et terminologie

La densité d'un corps est une notion de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la...) ancienne, apparue au XVIIe siècle. Cette grandeur caractéristique d'un corps, exprimée par un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) sans dimension a un usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) commun. Elle est souvent définie dans les dictionnaires savant ou encyclopédique.

Son origine est lointaine et alchimique, comme le suggère Gaston Tissandier dans ses cours à la société polymatique de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les confluents de la Marne et de la...) après 1865. Le mot français densité provient du latin densitas, désignant l'épaisseur, la compacité, voire l'opacité (L'opacité est l'inverse de la transparence. Qui s'oppose au passage de la lumière.). Les alchimistes, fanatiques de la pureté des corps et des corrélations astrologiques et numériques, ont cherché à comparer par des critères reproductibles l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), les métaux, et toutes les substances qu'ils pouvaient purifier, distiller, sublimer.

Par la pesée d'un même volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide,...) pure, ils ont invariablement retrouvé les classements des planètes déjà connus :

  • Soleil ou l'or : 19,25
  • Mercure ou le vif-argent : 13,56
  • Saturne ou le plomb : 11,35
  • Lune ou l'argent : 10,47
  • Vénus ou le cuivre : 10,78
  • Jupiter ou l'étain : 7,29
  • Mars ou le fer : 7,20

Ces nombres qu'ils obtenaient plus ou moins précisément selon la qualité de leur appareillage et leur manipulation désignent déjà des absolus numériques par rapport à l'eau pure la plus dense, sur laquelle flotte la glace (La glace est de l'eau à l'état solide.).

La science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce...) expérimentale ( En art, il s'agit d'approches de création basées sur une remise en question des dogmes dominants tant sur le plan formel, esthétique, que sur le plan culturel et politique. En science, il s'agit d'approches de recherche basées...) à partir de 1610 a repris leurs appareils, protocoles et mesures dans des buts d'identification, d'analyse et de synthèse, et pour donner lentement naissance à la chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces...) et aux mesures physiques concernant la matière. Des techniques précises de mesure de densité de solutions salines sont mises au point (Graphie) par Antoine Baumé. Divers courants rationalistes, en particulier après 1790, ont balayé une grande part de conceptions héritées ressenties comme d'anciens legs superstitieux. Ces hommes de science ont voulu valoriser le terme densité en prenant modèle sur la science anglaise, que les spécialistes de la mécanique céleste (La mécanique céleste est un terme qui désigne la description du mouvement d'objets astronomiques tels que les étoiles et...) considèrent exemplaire. Les pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²),...) anglo-saxons, très marqués par l'alchimie (L'alchimie est une discipline qui recouvre un ensemble de pratiques et de spéculations en rapport avec la transmutation des métaux. L'un des objectifs de l'alchimie est le grand œuvre, c'est-à-dire la réalisation...) ainsi que la vie (La vie est le nom donné :) et la pensée de Isaac Newton (Sir Isaac Newton était un philosophe, mathématicien, physicien et astronome anglais né le 4 janvier 1643 du calendrier grégorien[1] au manoir de Woolsthorpe près de...) l'attestent, density désigne la masse volumique (Pour toute substance homogène, le rapport de la masse m correspondant à un volume V de cette substance est indépendante de la quantité choisie : c'est une...) et relative density la densité dès le dix-huitième siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une génération humaine et faisait 33 ans 4 mois (d'où peut être...).

Émile Littré définit la densité comme le « rapport de la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force...) d'un corps à son volume », c'est-à-dire comme la masse volumique. Le scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les...) rationaliste Laplace, admirateur de Newton, cité (La cité (latin civitas) est un mot désignant, dans l’Antiquité avant la création des États, un groupe d’hommes sédentarisés libres (pouvant avoir des esclaves), constituant une...) en référence, utilise en 1810 la densité en synonyme de masse volumique. Le BIPM lui-même associe encore, en 1960, les termes densité et masse volumique.

Néanmoins la mesure expérimentale directe de la masse volumique s'appuie toujours sur une pesée hydrostatique avec comme référence une masse d'eau liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.). C'est une mesure de densité relative. La « densité relative » étant la seule grandeur mesurable expérimentalement sa forme courte « densité » est généralement préférée. Le mot densité est, d'après Littré, l'expression moderne du terme « densité relative ». La masse volumique reste le synonyme moderne des expressions désuètes « densité absolue » ou « densité propre ».

Enfin, il ne faut pas confondre la densité d'un corps, sans dimension, avec la densité particulaire, définie par une unité, puisque cette dernière densité d'une grandeur est un rapport statistique (Une statistique est, au premier abord, un nombre calculé à propos d'un échantillon. D'une façon générale, c'est le résultat de l'application d'une...) d'une population donnée (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction,...) sur un élément d'espace (longueur, surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent...) ou volume) utilisé pour décompter cette population, comme c'est le cas pour la densité surfacique de population, la densité de charge (La densité de charge électrique correspond au rapport de la charge sur le volume. Elle peut être exprimée en coulomb par mètre cube (C/m3).), la concentration molaire.

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0. Vous pouvez soumettre une modification à cette définition sur cette page.

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