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Die Dichte ist eine stoffspezifische Eigenschaft, die das Verhältnis von Masse zu Volumen beschreibt und bestimmt, ob ein Körper in einem Fluid steigt, sinkt oder schwebt.
Die Dichte (Formelzeichen ρ, gesprochen 'rho') ist eine fundamentale physikalische Größe, die angibt, wie viel Masse in einem bestimmten Volumen eines Stoffes enthalten ist. Mathematisch wird sie als Quotient aus der Masse m und dem Volumen V definiert: ρ = m / V. Die SI-Einheit der Dichte ist Kilogramm pro Kubikmeter (kg/m³), wobei in der Medizin und Chemie oft auch Gramm pro Kubikzentimeter (g/cm³) verwendet wird.
Man kann sich die Dichte als Maß für die 'Kompaktheit' der Materie vorstellen. Ein Kilogramm Blei nimmt aufgrund seiner hohen Dichte ein sehr kleines Volumen ein, während ein Kilogramm Federn ein sehr großes Volumen benötigt. In der Biomechanik ist die Dichte von Geweben (z. B. Knochen vs. Fettgewebe) entscheidend für deren physikalische Eigenschaften.
Ein zentraler Referenzwert für den MedAT ist die Dichte von Wasser. Bei einer Temperatur von 4° C beträgt sie exakt 1000 kg/m³ oder 1 g/cm³. Da Wasser eine Anomalie aufweist (die sogenannte Dichteanomalie), ist es bei dieser Temperatur am dichtesten; bei höheren oder niedrigeren Temperaturen (wie im gefrorenen Zustand) sinkt die Dichte.
Die Dichte ist im Gegensatz zur Masse oder zum Volumen eine intensive Zustandsgröße. Das bedeutet, sie hängt nicht von der Menge des Stoffes ab. Ein kleiner Goldbarren hat dieselbe Dichte wie ein großer Goldbarren, solange beide aus demselben homogenen Material bestehen. Dies unterscheidet sie von extensiven Größen wie der Gesamtmasse.
Ein wichtiger verwandter Begriff ist das spezifische Gewicht (γ). Während die Dichte das Verhältnis von Masse zu Volumen ist, beschreibt das spezifische Gewicht das Verhältnis von Gewichtskraft (F_G) zu Volumen: γ = F_G / V = ρ × g. In der Schwerelosigkeit bleibt die Dichte eines Körpers also gleich, während sein spezifisches Gewicht auf Null sinkt.
Das Verständnis der Dichte ist die Voraussetzung für das Archimedische Prinzip. Ob ein Körper in einer Flüssigkeit schwimmt, hängt vom Vergleich der Dichten ab: Ist die Dichte des Körpers geringer als die des Fluids, steigt er auf (Auftrieb). Ist sie gleich, schwebt er; ist sie höher, sinkt er ab.
Gase verhalten sich in Bezug auf die Dichte anders als Festkörper oder Flüssigkeiten. Da Gase kompressibel sind, ändert sich ihre Dichte stark mit dem Druck und der Temperatur. In der Lungenphysiologie spielt dies eine Rolle, wenn man die Dichte der Atemluft in verschiedenen Höhenlagen oder unter Überdruckbedingungen betrachtet.
