Плотность
Плотность | |
Размерность |
L-3M |
---|---|
Единицы измерения | |
СИ |
кг/м³ |
СГС |
г/см³ |
Примечания | |
Плотность — скалярная физическая величина, определяемая для однородного вещества массой его единичного объёма. Для неоднородного вещества плотность в определённой точке вычисляется как предел отношения массы тела (m) к его объёму (V), когда объём стягивается к этой точке. Средняя плотность неоднородного вещества есть отношение .
|
Виды плотности и единицы измерения
Плотность измеряется в кг/м³ в системе СИ и в г/см³ в системе СГС.
Для сыпучих и пористых тел различают:
- истинную плотность, определяемую без учёта пустот;
- кажущуюся плотность, рассчитываемую как отношение массы вещества ко всему занимаемому им объёму.
Истинную плотность из кажущейся получают с помощью величины порозности - доли объёма пустот в занимаемом объёме.
Формула нахождения плотности
Плотность находится по формуле: . Для вычисления плотности газов можно пользоваться формулой: , где М — молярная масса газа, Vm — молярный объём (при нормальных условиях равен 22,4 л/моль).
Зависимость плотности от температуры
Как правило, при уменьшении температуры плотность увеличивается, хотя встречаются вещества, чья плотность ведет себя иначе, например, вода, бронза и чугун. Так, плотность воды имеет максимальное значение при 4 °C и уменьшается как с повышением, так и с понижением температуры.
При изменении агрегатного состояния плотность вещества меняется скачкообразно: плотность растёт при переходе из газообразного состояния в жидкое и при затвердевании жидкости. Правда, вода является исключением из этого правила, её плотность при затвердевании уменьшается.
Для различных природных объектов плотность меняется в очень широком диапазоне. Самую низкую плотность имеет межгалактическая среда (ρ ~ 10-33 кг/м³). Плотность межзвёздной среды порядка 10-21 кг/м3. Средняя плотность Солнца примерно в 1,5 раза выше плотности воды, равной 1000 кг/м3, а средняя плотность Земли равна 5520 кг/м3. Наибольшую плотность среди металлов имеет осмий (22 500 кг/м3), а плотность нейтронных звёзд имеет порядок 1017÷1018 кг/м3.
Плотности некоторых газов
Азот | 1,250 | Кислород | 1,429 |
Аммиак | 0,771 | Криптон | 3,743 |
Аргон | 1,784 | Ксенон | 5,851 |
Водород | 0,090 | Метан | 0,717 |
Водяной пар (100°С) | 0,598 | Неон | 0,900 |
Воздух | 1,293 | Углекислый газ | 1,977 |
Хлор | 3,214 | Гелий | 0,178 |
Этилен | 1,260 |
Плотности некоторых жидкостей
Бензин | 0,70 | Молоко | 1,03 |
Вода (4°C) | 1,00 | Ртуть (0°C) | 13,60 |
Керосин | 0,82 | Эфир | 0,72 |
Глицерин | 1,26 | Спирт | 0,80 |
Морская вода | 1,03 | Скипидар | 0,86 |
Масло оливковое | 0,92 | Ацетон | 0,792 |
Масло машинное | 0,91 | Серная кислота | 1,84 |
Нефть | 0,81—0,85 | Жидкий водород (−253°C) | 0,07 |
Плотность некоторых пород древесины
Бальса | 0,15 | Пихта сибирская | 0,39 |
Секвойя вечнозелёная | 0,41 | Ель | 0,45 |
Ива | 0,46 | Ольха | 0,49 |
Осина | 0,51 | Сосна | 0,52 |
Липа | 0,53 | Конский каштан | 0,56 |
Каштан съедобный | 0,59 | Кипарис | 0,60 |
Черёмуха | 0,61 | Лещина | 0,63 |
Грецкий орех | 0,64 | Берёза | 0,65 |
Вишня | 0,66 | Вяз гладкий | 0,66 |
Лиственница | 0,66 | Клён полевой | 0,67 |
Тиковое дерево | 0,67 | Бук | 0,68 |
Груша | 0,69 | Дуб | 0,69 |
Свитения (Махагони) | 0,70 | Платан | 0,70 |
Жостер (крушина) | 0,71 | Тисс | 0,75 |
Ясень | 0,75 | Слива | 0,80 |
Сирень | 0,80 | Боярышник | 0,80 |
Пекан (кария) | 0,83 | Сандаловое дерево | 0,90 |
Самшит | 0,96 | Хурма эбеновая | 1,08 |
Квебрахо | 1,21 | Гвеякум, или бакаут | 1,28 |
Пробка | 0,48 |
Измерение плотности
Для измерения плотности используются:
- Пикнометр — прибор для измерения истинной плотности
- Ареометр (денсиметр, плотномер) — измеритель плотности жидкостей.
- Бурик Качинского и бур Зайдельмана — приборы для измерения плотности почвы.