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密度
單位體積內(nèi)所含物質(zhì)的多少
反映物質(zhì)體積與質(zhì)量特性的物理量
密度指單位體積內(nèi)所含物質(zhì)的多少，是反映物質(zhì)體積與質(zhì)量特性關(guān)系的物理量。密度等于物體的質(zhì)量除以體積，可以用符號(hào)ρ（讀作rou）表示。
基本信息
| 中文名 | 密度 |
| 外文名 | density |
| 符號(hào) | ρ |
| 定義 | 某種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值 |
| 計(jì)算公式 | ρ=m/V |
| 單位 | kg/m3；g/cm3 |
| 公布時(shí)間 | 1996年 |
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定義
物體中任一點(diǎn)P的密度定義為：
式中,V為包含P點(diǎn)的體積元；M為該體積元的質(zhì)量。
變形式
原式：
變形式：
其中，ρ表示密度，m表示物體質(zhì)量，V表示物體體積。
密度變化規(guī)律
一般來(lái)說(shuō)，不論什么物質(zhì)，也不管它處于什么狀態(tài)，隨著溫度、壓力的變化，體積或密度也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。聯(lián)系溫度T、壓力F和密度ρ（或體積）三個(gè)物理量的關(guān)系式稱為狀態(tài)方程。氣體的體積隨它受到的壓力和所處的溫度而有顯著的變化。
對(duì)于理想氣體，狀態(tài)方程為
。式中，n為氣體的物質(zhì)的量(mol)，R為摩爾氣體常數(shù)（也叫普適氣體恒量）。如果溫度不變，則密度同壓力成正比； 如果它的壓力不變，則密度同溫度成反比。對(duì)一般氣體，如果密度不大，溫度離液化點(diǎn)又較遠(yuǎn)，則其體積隨壓力的變化接近理想氣體；對(duì)于髙密度的氣體，還應(yīng)適當(dāng)修正上述狀態(tài)方程。
固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)的密度，在溫度和壓力變化時(shí)，只發(fā)生很小的變化。例如在0℃附近，各種金屬的溫度系數(shù)（溫度升高1℃時(shí)，物體體積的變化率）大多在
左右。深水中的壓力和水下爆炸時(shí)的壓力可達(dá)幾百個(gè)大氣壓，甚至更高（
），此時(shí)必須考慮密度隨壓力的變化。R.H.科爾建議采用下列狀態(tài)方程：
就整個(gè)自然界而言，特大的壓力會(huì)使某些天體中物質(zhì)的密度與常見(jiàn)密度相差懸殊。
密度與生活
應(yīng)用
科學(xué)上
1．鑒別組成物體的材料。
密度是物質(zhì)的特性之一，每種物質(zhì)都有一定的密度，不同物質(zhì)的密度一般是不同。因此我們可以利用密度來(lái)鑒別物質(zhì)。其辦法是是測(cè)定待測(cè)物質(zhì)的密度，把測(cè)得的密度和密度表中各種物質(zhì)的密度進(jìn)行比較，就可以鑒別物體是什么物質(zhì)做成的。
2．計(jì)算物體中所含各種物質(zhì)的成分。
3．計(jì)算很難稱量的物體的質(zhì)量或形狀比較復(fù)雜的物體的體積。
根據(jù)密度公式的變形式：
或
，可以計(jì)算出物體的質(zhì)量和體積，特別是一些質(zhì)量和體積不便直接測(cè)量的問(wèn)題，如計(jì)算不規(guī)則形狀物體的體積、紀(jì)念碑的質(zhì)量等。
4．判定物體是實(shí)心還是空心。
判定物體是空心的還是實(shí)心的，一般有以下三種方法：
（1）根據(jù)公式，求出其密度，再與該物質(zhì)密度ρ比較，若
，則為空心，
，為實(shí)心。
（2）已知質(zhì)量，由公式 ，求出V ，再與
比較，若
，則為空心，若
，則該物體為實(shí)心。
（3）把物體當(dāng)作實(shí)心物體對(duì)待，利用
，求出體積為v的實(shí)心物體的質(zhì)量，然后將m 與物體實(shí)際質(zhì)量
比較，若
時(shí)，則該物體為空心，若
，則該物體為實(shí)心。
6.鑒別未知物質(zhì)
譬如，“氬”就是通過(guò)計(jì)算未知?dú)怏w的密度發(fā)現(xiàn)的。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)后又經(jīng)光譜分析，確認(rèn)空氣中含有一種以前不知道的新氣體，把它命名為氬。
農(nóng)業(yè)上
對(duì)于密度是一個(gè)重要的依據(jù)。在農(nóng)業(yè)上可用來(lái)判斷土壤的肥力，含腐殖質(zhì)多的土壤肥沃，其密度一般為2.3×103千克/米3。我們?cè)谶x種時(shí)可根據(jù)種子在水中的沉、浮情況進(jìn)行選種：飽滿健壯的種子因密度大而下沉；癟殼和其他雜草種子由于密度小而浮在水面。在工業(yè)生產(chǎn)上如淀粉的生產(chǎn)以土豆為原料，一般來(lái)說(shuō)含淀粉多的土豆密度較大，故通過(guò)測(cè)定土豆的密度可估計(jì)淀粉的產(chǎn)量。
工業(yè)上
工廠在鑄造金屬物之前，需估計(jì)熔化多少金屬，可根據(jù)模子的容積和金屬的密度算出需要的金屬量。
測(cè)量方法
密度
一、測(cè)固體密度
基本原理:：
1、稱量法
步驟：
1）用天平稱出金屬塊的質(zhì)量；
2）往量筒中注入適量水，讀出體積為
，
3）用細(xì)繩系住金屬塊放入量筒中，浸沒(méi)，讀出體積為
。
計(jì)算表達(dá)式：
。
2、比重杯法
步驟：
1）往燒杯裝滿水，放在天平上稱出質(zhì)量為
；
2）將金屬塊輕輕放入水中，溢出部分水，再將燒杯放在天平上稱出質(zhì)量為
;
3）將金屬塊取出，把燒杯放在天平上稱出燒杯和剩下水的質(zhì)量
。
計(jì)算表達(dá)式：
。
3、阿基米德定律法
步驟：
1）用細(xì)繩系住金屬塊，用彈簧秤稱出金屬塊的重力G；
2）將金屬塊完全浸入水中，用彈簧秤稱出金屬塊在水中的視重G’。
計(jì)算表達(dá)式：
。
器材：木塊、水、細(xì)針、量筒。
步驟：
1）往量筒中注入適量水，讀出體積為；
2）將木塊放入水中，漂浮，靜止后讀出體積；
3）用細(xì)針插入木塊，將木塊完全浸入水中，讀出體積為
。
計(jì)算表達(dá)式：
。
5、浮力法（二）
步驟：
1）在圓筒杯內(nèi)放入適量水，再將塑料杯杯口朝上輕輕放入，讓其漂浮，用刻度尺測(cè)出杯中水的高度
;
2）將小石塊輕輕放入杯中，漂浮，用刻度尺測(cè)出水的高度
;
3）將小石塊從杯中取出，放入水中，下沉，用刻度尺測(cè)出水的高度
。
計(jì)算表達(dá)式：
。
6、密度計(jì)法
步驟：
1）在玻璃杯中倒入適量水，將雞蛋輕輕放入，雞蛋下沉；
二、測(cè)液體密度
1、稱量法：
器材：燒杯、量筒、天平、待測(cè)液體。
步驟：
1）用調(diào)好的天平稱出燒杯和待測(cè)液體的總質(zhì)量
2）將燒杯中的液體（適量）倒入量筒中，用天平測(cè)出剩余液體和燒杯的總質(zhì)量；
3）讀出量筒中液體的體積V。
計(jì)算表達(dá)：
。
2、比重杯法
器材：燒杯、水、待液體、天平。
步驟：
1）用天平稱出燒的質(zhì)量；
2、往燒杯內(nèi)倒?jié)M水，稱出總質(zhì)量；
3、倒去燒杯中的水，擦干，往燒杯中倒?jié)M待測(cè)液體，稱出總質(zhì)量。
計(jì)算表達(dá)：
。
密度
器材：彈簧秤、水、待測(cè)液體、小石塊、細(xì)繩子。
步驟：
1）用細(xì)繩系住小石塊，用彈簧秤稱出小石塊的重力G；
2）將小塊浸沒(méi)入水中，用彈簧秤稱出小石的視重
；
3）將小塊浸沒(méi)入待測(cè)液體中，用彈簧秤稱出小石塊的視重
。
計(jì)算表達(dá)：
。
注意，用此種方法的條件是：待測(cè)液體不溶于水，待測(cè)液體的密度小于水的密度。
4、密度計(jì)法
器材：密度計(jì)、待測(cè)液體。
方法：將密度計(jì)放入待測(cè)液體中，直接讀出密度。
常見(jiàn)物質(zhì)密度
展開(kāi)表格
固體物質(zhì) 密度(
)
泡沫塑料 0.01～0.03
銅 8.9
鐵 7.8
白口鑄鐵 7.40～7.70
灰口鑄鐵 6.60～7.40
可鍛鑄鐵 7.20～7.40
鑄鋼 7.80
玻璃 2.4～2.8
石蠟 0.9
干松木 0.5
木材 0.4～0.9
冰 0.9
鉛 11.3
銀 10.5
鉻鉬鋁鋼 7.65
鋅 7.10
銅 8.9
高強(qiáng)度合金鋼 7.82
工業(yè)純鐵 7.87
鋰 0.534
鉀 0.87
鈉 0.97
碳素工具鋼 7.85
銣 1.53
鈣 1.55
鎂 1.74
白磷 1.83
鈹 1.85
銫 1.87
黃色砷 2.0
純鋁 2.70
硫 2.07
紅磷 2.20
鋨 22.6
鎳鉻合金 8.72
普通碳素鋼 7.85
易切鋼 7.85
鑄鎂 1.80
鈹青銅 8.30
錳鋼 7.81
軸承鋼 7.81
鑄鋅 6.86
氣體
氫氣 0. 00009
氦氣 0. 00018
氖氣 0. 00090
氧氣 0. 00143
氟氣 0. 001696
氬氣 0. 00178
臭氧 0. 00214
氨氣 0. 00077
氙氣 0.00374
氙氣 0. 00589
氡氣 0. 00973
煤氣 0. 00060
一氧化碳 0. 00125
氯氣 0. 00321
硫化氫 0.00154
氯化氫 0. 00164
甲烷 0. 00078
氧化氮 0. 00134
硫化氫 0. 00154
乙炔 0. 00117
乙烷 0. 00136
丙烷 0.00201
丙烯 0.00192
二氧化碳 0. 00198
二氧化硫 0.00293
碘化氫 0.00566
一氧化二氯 0.00389
一氧化二氮 0.00198
溴化氫 0.0350
空氣 0.00129
參考資料
[1]
李毓昌 . 《中國(guó)大百科全書·力學(xué)》 （第一版） : 中國(guó)大百科全書出版社 ，1985-1-1
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固體密度的測(cè)量
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