Par Paul Dohrman
Mis à jour le 24 mars 2022
La densité spécifique est le rapport entre la densité d’une substance et la densité de l’eau à 4°C et 1atm. Étant donné que la densité de l'eau est de 1 000 gcm⁻³ dans ces conditions, la densité spécifique d'un matériau est numériquement égale à sa densité en grammes par centimètre cube avec quatre chiffres significatifs. En tant que rapport sans dimension, la densité n'a pas d'unité.
Le terme « densité relative » est une généralisation qui peut utiliser n'importe quel fluide de référence. Lorsque l'eau est la référence, la densité relative est synonyme de densité.
La substance de référence et la substance d’essai doivent être mesurées à la même température et pression. Un changement de 15°C peut modifier la densité de l'eau d'environ 0,0018 gcm⁻³ (0,999973 gcm⁻³ à 4°C contre 0,998203 gcm⁻³ à 20°C). Par conséquent, des calculs SG précis nécessitent des conditions explicites.
Le poids spécifique (ou densité de poids) est le poids d'une substance par unité de volume. Il est égal à la densité multipliée par l'accélération locale de la gravité et comporte des unités (par exemple, Ncm⁻³). Contrairement à la gravité spécifique, le poids spécifique n'est pas sans dimension.
La gravité spécifique détermine si un objet flottera ou coulera dans le fluide de référence. Si SG>1, l'objet est plus dense que l'eau et coulera; si SG<1, il s'élèvera jusqu'à déplacer un volume d'eau dont la masse est égale à la sienne. C'est une conséquence directe du principe d'Archimède.
Même un matériau dense comme le fer peut flotter si sa forme lui permet de déplacer suffisamment d’eau pour équilibrer son poids. Un bol en fer creux et arrondi, par exemple, peut rester flottant. Cela explique pourquoi les navires sont construits à partir de matériaux à haute densité tout en restant à flot.
Un pycnomètre est un récipient de laboratoire précis utilisé pour déterminer la densité des liquides. Il intègre un tube capillaire dans le bouchon pour éliminer les effets de tension superficielle sur la mesure du volume. En pesant le pycnomètre rempli d'eau puis avec le liquide d'essai, la densité (et donc la densité) peut être calculée sans avoir besoin d'une mesure de volume indépendante, améliorant ainsi la précision.
