Меню

Единица измерения плотности вещества силы



Плотность

Плотность
ρ = m V <\displaystyle \rho =<\frac >>
Размерность L −3 M
Единицы измерения
СИ кг/м³
СГС г/см³
Примечания
скалярная величина

Пло́тность — скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму [1] .

Для обозначения плотности обычно используется греческая буква ρ (ро) (происхождение обозначения подлежит уточнению), иногда используются также латинские буквы D и d (от лат. densitas — «плотность»).

Более точное определение плотности требует уточнение формулировки:

  • Средняя плотность тела — отношение массы тела к его объёму. Для однородного тела она также называется просто плотностью тела.
  • Плотность вещества — это плотность однородного или равномерно неоднородного тела, состоящего из этого вещества.
  • Плотность тела в точке — это предел отношения массы малой части тела ( Δ m <\displaystyle \Delta m>), содержащей эту точку, к объёму этой малой части ( Δ V <\displaystyle \Delta V>), когда этот объём стремится к нулю [2] , или, записывая кратко, lim Δ V → 0 Δ m / Δ V <\displaystyle \lim _<\Delta V\to 0><\Delta m/\Delta V>>. При таком предельном переходе необходимо помнить, что на атомарном уровне любое тело неоднородно, поэтому необходимо остановиться на объёме, соответствующем используемой физической модели.

Поскольку масса в теле может быть распределена неравномерно, более адекватная модель определяет плотность в каждой точке тела как производную массы по объёму. Если учитывать точечные массы, то плотность можно определить как меру, либо как производную Радона—Никодима по отношению к некоторой опорной мере.

Содержание

Виды плотности и единицы измерения

Исходя из определения плотности, её размерность представляет собой кг/м³ в СИ и г/см³ в системе СГС.

Для сыпучих и пористых тел различают:

  • истинную плотность, определяемую без учёта пустот;
  • удельную (кажущуюся) плотность, рассчитываемую как отношение массы вещества ко всему занимаемому им объёму. Истинную плотность из кажущейся получают с помощью величины коэффициента пористости — доли объёма пустот в занимаемом объёме. Для сыпучих тел удельная плотность называется насыпно́й плотностью.

Формула нахождения плотности

Плотность (плотность однородного тела или средняя плотность неоднородного) находится по формуле:

где m — масса тела, V — его объём; формула является просто математической записью определения термина «плотность», данного выше.

  • При вычислении плотности газов при нормальных условиях эта формула может быть записана и в виде:

ρ = M V m , <\displaystyle \rho =<\frac >>,>где М — молярная масса газа, V m <\displaystyle V_>— молярный объём (при нормальных условиях приближённо равен 22,4 л/моль).

Плотность тела в точке записывается как

ρ = d m d V , <\displaystyle \rho =<\frac >,>

тогда масса неоднородного тела (тела с плотностью, зависящей от координат) рассчитывается как

m = ∫ ρ ( r ) d 3 r = ∫ ρ ( r ) d V = ∫ d m . <\displaystyle m=\int \rho (\mathbf )d^<3>\mathbf =\int \rho (\mathbf )dV=\int dm.>

Зависимость плотности от температуры

Как правило, при уменьшении температуры плотность увеличивается, хотя встречаются вещества, чья плотность в определённом диапазоне температур ведёт 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 относительно этого значения.

При изменении агрегатного состояния плотность вещества меняется скачкообразно: плотность растёт при переходе из газообразного состояния в жидкое и при затвердевании жидкости. Вода, кремний, висмут и некоторые другие вещества являются исключениями из данного правила, так как их плотность при затвердевании уменьшается.

Диапазон плотностей в природе

Для различных природных объектов плотность меняется в очень широком диапазоне.

  • Самую низкую плотность имеет межгалактическая среда (2·10 −31 —5·10 −31 кг/м³, без учёта тёмной материи) [3] .
  • Плотность межзвёздной среды приблизительно равна 10 −23 —10 −21 кг/м³.
  • Средняя плотность красных гигантов в пределах их фотосфер много меньше, чем у Солнца — из-за того, что их радиус в сотни раз больше при сравнимой массе.
  • Плотность газообразного водорода (самого лёгкого газа) при нормальных условиях равна 0,0899 кг/м³.
  • Плотность сухого воздуха при нормальных условиях составляет 1,293 кг/м³.
  • Один из самых тяжёлых газов, гексафторид вольфрама, примерно в 10 раз тяжелее воздуха (12,9 кг/м³ при +20 °C)
  • Жидкий водород при атмосферном давлении и температуре −253 °C имеет плотность 70 кг/м³.
  • Плотность жидкого гелия при атмосферном давлении равна 130 кг/м³.
  • Усреднённая плотность тела человека от 940—990 кг/м³ при полном вдохе, до 1010—1070 кг/м³ при полном выдохе.
  • Плотность пресной воды при 4 °C 1000 кг/м³.
  • Средняя плотность Солнца в пределах фотосферы около 1410 кг/м³, примерно в 1,4 раза выше плотности воды.
  • Гранит имеет плотность 2600 кг/м³.
  • Средняя плотность Земли равна 5520 кг/м³.
  • Плотность железа равна 7874 кг/м³.
  • Плотность металлического урана 19100 кг/м³.
  • Плотность атомных ядер приблизительно 2·10 17 кг/м³.
  • Теоретически верхняя граница плотности по современным физическим представлениям это планковская плотность 5,1·10 96 кг/м³.

Плотности астрономических объектов

  • Средние плотности небесных тел Солнечной системы см. на врезке.
  • Межпланетная среда в Солнечной системе достаточно неоднородна и может меняться во времени, её плотность в окрестностях Земли

10 −21 ÷10 −20 кг/м³.
Плотность межзвёздной среды

10 −23 ÷10 −21 кг/м³.

  • Плотность межгалактической среды 2×10 −34 ÷5×10 −34 кг/м³.
  • Средняя плотность красных гигантов на много порядков меньше из-за того, что их радиус в сотни раз больше, чем у Солнца.
  • Плотность белых карликов 10 8 ÷10 12 кг/м³
  • Плотность нейтронных звёзд имеет порядок 10 17 ÷10 18 кг/м³.
  • Средняя (по объёму под горизонтом событий) плотность чёрной дыры зависит от её массы и выражается формулой:
  • ρ = 3 c 6 32 π M 2 G 3 . <\displaystyle \rho =<\frac <3\,c^<6>><32\pi M^<2>G^<3>>>.>Средняя плотность падает обратно пропорционально квадрату массы чёрной дыры (ρ

    M −2 ). Так, если чёрная дыра с массой порядка солнечной обладает плотностью около 10 19 кг/м³, превышающей ядерную плотность (2×10 17 кг/м³), то сверхмассивная чёрная дыра с массой в 10 9 солнечных масс (существование таких чёрных дыр предполагается в квазарах) обладает средней плотностью около 20 кг/м³, что существенно меньше плотности воды (1000 кг/м³).

    Плотности некоторых газов

    Плотность газов, кг/м³ при НУ.

    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 °C) 0,598 Неон 0,900
    Воздух 1,293 Радон 9,81
    Гексафторид вольфрама 12,9 Углекислый газ 1,977
    Гелий 0,178 Хлор 3,164
    Дициан 2,38 Этилен 1,260

    Плотности некоторых жидкостей

    Плотность жидкостей, кг/м³

    Бензин 710 Молоко 1040
    Вода (4 °C) 1000 Ртуть (0 °C) 13600
    Керосин 820 Эфир 720
    Глицерин 1260 Спирт 800
    Морская вода 1030 Скипидар 860
    Масло оливковое 920 Ацетон 792
    Масло моторное 910 Серная кислота 1840
    Нефть 550—1050 Жидкий водород (−253 °C) 70

    Плотность некоторых пород древесины

    Плотность древесины, г/см³

    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 Тис 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 Эбеновое дерево 1,08
    Квебрахо 1,21 Бакаут 1,28
    Пробка 0,20

    Плотность некоторых металлов

    Значения плотности металлов могут изменяться в весьма широких пределах: от наименьшего значения у лития, который легче воды, до наибольшего значения у осмия, который тяжелее золота и платины.

    Плотность металлов, г/см³

    Осмий 22,61 [7] Родий 12,41 [8] Хром 7,19 [9]
    Иридий 22,56 [10] Палладий 12,02 [11] Германий 5,32 [12]
    Плутоний 19,84 [13] Свинец 11,35 [14] Алюминий 2,70 [15]
    Платина 19,59 [16] Серебро 10,50 [17] Бериллий 1,85 [18]
    Тантал 19,30 [19] Медь 8,94 [20] Цезий 1,84 [21]
    Золото 19,30 [14] Никель 8,91 [22] Рубидий 1,53 [23]
    Уран 19,05 [24] Кобальт 8,86 [25] Натрий 0,97 [26]
    Ртуть 13,53 [27] Железо 7,87 [28] Калий 0,86 [29]
    Рутений 12,45 [30] Марганец 7,44 [31] Литий 0,53 [32]

    Измерение плотности

    Для измерений плотности используются:

    • Пикнометр — прибор для измерения истинной плотности
    • Различные виды ареометров — измерители плотности жидкостей.
    • Бурик Качинского и бур Зайдельмана — приборы для измерения плотности почвы.
    • Вибрационный плотномер — прибор для измерения плотности жидкости и газа под давлением.

    См. также

    • Список химических элементов с указанием их плотности
    • Удельный вес
    • Удельная плотность
    • Относительная плотность
    • Объёмная плотность
    • Конденсация
    • Консистенция (лат. consistere — состоять) — состояние вещества, степень мягкости или плотности (твёрдости) чего-либо — полутвердых-полумягких веществ (масел, мыла, красок, строительных растворов и т. д.); наприм., глицерин имеет сиропообразную консистенцию.
    • Консистометр — прибор для измерения в условных физических единицах консистенции различных коллоидных и желеобразных веществ, а также суспензий и грубодисперсных сред, к примеру, паст, линиментов, гелей, кремов, мазей.
    • Концентрация частиц
    • Концентрация растворов
    • Плотность заряда
    • Уравнение неразрывности

    Примечания

    1. ↑ Существуют также поверхностная плотность (отношение массы к площади) и линейная плотность (отношение массы к длине), применяемые соответственно к плоским (двумерным) и вытянутым (одномерным) объектам.
    2. ↑ Подразумевается также, что область стягивается к точке, то есть, не только её объём стремится к нулю (что могло бы быть не только при стягивании области к точке, но, например, к отрезку), но также стремится к нулю и её диаметр (максимальный линейный размер).
    3. Агекян Т. А. Расширение Вселенной. Модель Вселенной // Звёзды, галактики, Метагалактика. 3-е изд. / Под ред. А. Б. Васильева. — М. : Наука, 1982. — 416 с. — С. 249.
    4. ↑Planetary Fact Sheet (англ.)
    5. ↑Sun Fact Sheet (англ.)
    6. ↑ Stern, S. A., et al. (2015). «The Pluto system: Initial results from its exploration by New Horizons». Science350 (6258): 249–352. DOI:10.1126/science.aad1815.
    7. ↑Krebs, 2006, p. 158.
    8. ↑Krebs, 2006, p. 136.
    9. ↑Krebs, 2006, p. 96.
    10. ↑Krebs, 2006, p. 160.
    11. ↑Krebs, 2006, p. 138.
    12. ↑Krebs, 2006, p. 198.
    13. ↑Krebs, 2006, p. 319.
    14. 12Krebs, 2006, p. 165.
    15. ↑Krebs, 2006, p. 179.
    16. ↑Krebs, 2006, p. 163.
    17. ↑Krebs, 2006, p. 141.
    18. ↑Krebs, 2006, p. 67.
    19. ↑Krebs, 2006, p. 151.
    20. ↑Krebs, 2006, p. 111.
    21. ↑Krebs, 2006, p. 60.
    22. ↑Krebs, 2006, p. 108.
    23. ↑Krebs, 2006, p. 57.
    24. ↑Krebs, 2006, p. 313.
    25. ↑Krebs, 2006, p. 105.
    26. ↑Krebs, 2006, p. 50.
    27. ↑Krebs, 2006, p. 168.
    28. ↑Krebs, 2006, p. 101.
    29. ↑Krebs, 2006, p. 54.
    30. ↑Krebs, 2006, p. 134.
    31. ↑Krebs, 2006, p. 98.
    32. ↑Krebs, 2006, p. 47.

    Литература

    • Плотность — статья из Большой советской энциклопедии. — М.: «Советская Энциклопедия», 1975. — Т. 20. — С. 49.
    • Плотность — статья из Физической энциклопедии. Т. 3, С. 637.
    • Krebs R. E.The History and Use of Our Earth’s Chemical Elements: A Reference Guide. 2nd edition. — Westport: Greenwood Publishing Group, 2006. — xxv + 422 p. — ISBN 0-313-33438-2.

    Ссылки

    Что такое wiki2.info Вики является главным информационным ресурсом в интернете. Она открыта для любого пользователя. Вики это библиотека, которая является общественной и многоязычной.

    Основа этой страницы находится в Википедии. Текст доступен по лицензии CC BY-SA 3.0 Unported License.

    Wikipedia® — зарегистрированный товарный знак организации Wikimedia Foundation, Inc. wiki2.info является независимой компанией и не аффилирована с Фондом Викимедиа (Wikimedia Foundation).

    Источник

    Онлайн конвертер плотности, формулы расчета и единицы измерения

    Любое тело состоит из определенного количества молекул, где каждая имеет свою массу. Таким образом, масса тела — это сумма масс молекул из которых оно состоит. Независимо от того, где находится это тело, в нем всегда одинаковое количество молекул и его масса не меняется. В разных веществах и материалах концентрация молекул сильно отличается. Их масса в единице объема — это плотность. Стандартно она измеряется в кг / м 3. Если необходимо перевести в другие величины, то проще всего использовать конвертер плотности.

    Что такое плотность и как ее рассчитать

    Плотность вещества — это его масса в единице объема. Плотность — уникальное физическое свойство, которое стало основой для великого открытия Архимеда — его знаменитого закона: на тело, погруженное в жидкость действует выталкивающая сила, которая равна массе вытесненной жидкости.

    Здесь плотность играет решающую роль — чем она больше, тем больше тело будет погружаться. Плотность и твердость — разные понятия. Хороший пример этому вода и лед. У воды плотность больше чем у льда, поэтому он всплывает на ее поверхность, а не тонет.

    Наглядный пример этому — простой эксперимент «Башня плотности». Он доступен для проведения в домашних условиях.

    Плотность обозначают символом ρ, в химии можно встретить ее обозначение буквой d латинского алфавита.

    Для ее расчета используют следующую формулу: ρ = m/V, где:
    ρ = плотность тела, m = его масса, V = объем.

    1. Плотность можно объяснить как соотношение между массой вещества и объемом, который он занимает.
    2. По физическим свойствам — чем плотнее вещество, тем больше его масса в единице объема.
    3. Если тела при одинаковом объеме имеют разную массу, то это значит, что у них разная плотность..

    Единицы измерения плотности

    Официальной единицей измерения плотности в системе СИ является кг/м³. Поскольку это довольно большой объем, то для удобства чаще всего используют

    • г/см³ для твердых веществ,
    • г/мл для жидкостей,
    • г/л для газов.

    Плотность воды составляет примерно 1 грамм / кубический сантиметр. Она принимается за стандартное значение для расчетов.

    Другие единицы измерения плотности

    В качестве других единиц измерения плотности, также используются метрические тонны и литры, хотя они не включены в Международную систему СИ. Другие единицы включают:

    • грамм на миллилитр (г/мл)
    • метрическая тонна на кубический метр (т/м³)
    • килограмм на литр (кг/л)
    • мегаграмм (метрическая тонна) на кубический метр (мг/м³)
    • грамм на кубический сантиметр (г/см³)
      1г/см³ = 1000 кг/м³
    • килограмм на кубический дециметр (кг/дм³ )

    Чтобы сделать быстрый и точный перевод из одних величин в другие вы можете использовать наш конвертер плотности.

    Применение понятия плотности

    В нашей реальной жизни знания о плотности материалов находят широкое практическое применение. Например, при сооружении трубопроводов, в судостроении, при расчете и распределении веса в самолете и др.

    Напомним: в физике плотность определяет массу вещества в единице объема, поэтому она связана с его «весом», а не с его текучестью (вязкостью).

    • При изменении температуры и давления плотность меняется. Изменения относительно несущественны для твердых тел и жидкостей, но заметны для газов. Увеличение давления вызывает увеличение плотности (при уменьшении объема). Повышение температуры приводит к уменьшению плотности (с увеличением объема).
    • Плотность тела можно определить в лаборатории, например, взвесив его и затем погрузив в воду, отмечая увеличение объема. Плотность вычисляем делением массы на объем.

    Примеры плотности разных веществ

    Вода имеет плотность 1000 кг / м³ (т.е. 1 г / см³). Это не совпадение. Исторически сложилось так, что один литр воды, при четырех градусах Цельсия при нормальном давлении, считался эталоном 1 кг массы.

    Железо, платина, золото и свинец — материалы с высокой плотностью. Многие виды горных пород и минералов также являются очень плотными. Чаще всего они отличаются большим весом и твердостью. Противоположность им — это разреженный материал, например, бамбук, алюминий или пенополистирол.

    Как правило, жидкости менее плотны, чем твердые тела, а газы — чем жидкости. Это связано с тем, что твердые тела имеют плотно прилегающие частицы, в жидкостях частицы могут скользить друг вокруг друга, а в газах они свободно перемещаются.

    Какая плотность у различных твердых материалах, жидкостях и газах, вы узнаете из наших таблиц.

    Таблица1. Плотность твердых веществ при стандартной температуре 20 ° C

    кг/м³
    графит 2300–2720
    гипс 2320
    кремний 2330
    бериллий 2700
    алюминий 2720
    кварц 2300–2700
    цинк 7131
    медь 8960
    латунь 8200–8950
    платина 21 410
    нержавеющая сталь 8100
    золото 19 320
    тополь 350–400
    липа 320–590
    сосна 370–600
    дубовая древесина 600–900
    кованое железо 7800–7900
    лед (0 ° C) 920
    каменная соль 2160

    Таблица 2. Плотность жидкостей

    кг/м³
    этанол 791
    жидкий азот (–196 ° C) 808
    бензин 700
    эфир 720
    глицерин 1260
    масло 800
    ртуть 13 550
    дистиллированная вода (4 ° C) 1000
    жидкий водород (–253 ° C) 71

    Таблица 3. Плотность газов при стандартном атмосферном давлении 101325 Па

    Газы кг/м³
    аргон 1,784
    азот 1,250
    хлор 3,22
    углекислый газ 1,98
    этан 1,36
    гелий 0,178
    метан 0,717
    воздух 1,293
    кислород 1,429
    водород 0,09

    Простое объяснение физического понятия о плотности веществ вы найдете в нашем видео.

    Онлайн конвертер объема, единицы и системы измерения, конвертация величин объема

    Онлайн конвертер площади, единицы измерения площади в разных системах, их быстрый перевод

    Онлайн конвертер длины, перевод всех систем измерения, метрическая, британо-американская, старорусская, морская, астрономическая, типографская

    Онлайн конвертер долей, перевод дюжин, процентов, промилле и других единиц

    Конвертер температур, перевод градусов Цельсия, Фаренгейта, Кельвина, Реомюра

    Расход затирки для плитки на 1 м 2 — калькулятор, формула расчета

    Источник

    Онлайн конвертер плотности, формулы расчета и единицы измерения

    Любое тело состоит из определенного количества молекул, где каждая имеет свою массу. Таким образом, масса тела — это сумма масс молекул из которых оно состоит. Независимо от того, где находится это тело, в нем всегда одинаковое количество молекул и его масса не меняется. В разных веществах и материалах концентрация молекул сильно отличается. Их масса в единице объема — это плотность. Стандартно она измеряется в кг / м 3. Если необходимо перевести в другие величины, то проще всего использовать конвертер плотности.

    Что такое плотность и как ее рассчитать

    Плотность вещества — это его масса в единице объема. Плотность — уникальное физическое свойство, которое стало основой для великого открытия Архимеда — его знаменитого закона: на тело, погруженное в жидкость действует выталкивающая сила, которая равна массе вытесненной жидкости.

    Здесь плотность играет решающую роль — чем она больше, тем больше тело будет погружаться. Плотность и твердость — разные понятия. Хороший пример этому вода и лед. У воды плотность больше чем у льда, поэтому он всплывает на ее поверхность, а не тонет.

    Наглядный пример этому — простой эксперимент «Башня плотности». Он доступен для проведения в домашних условиях.

    Плотность обозначают символом ρ, в химии можно встретить ее обозначение буквой d латинского алфавита.

    Для ее расчета используют следующую формулу: ρ = m/V, где:
    ρ = плотность тела, m = его масса, V = объем.

    1. Плотность можно объяснить как соотношение между массой вещества и объемом, который он занимает.
    2. По физическим свойствам — чем плотнее вещество, тем больше его масса в единице объема.
    3. Если тела при одинаковом объеме имеют разную массу, то это значит, что у них разная плотность..

    Единицы измерения плотности

    Официальной единицей измерения плотности в системе СИ является кг/м³. Поскольку это довольно большой объем, то для удобства чаще всего используют

    • г/см³ для твердых веществ,
    • г/мл для жидкостей,
    • г/л для газов.

    Плотность воды составляет примерно 1 грамм / кубический сантиметр. Она принимается за стандартное значение для расчетов.

    Другие единицы измерения плотности

    В качестве других единиц измерения плотности, также используются метрические тонны и литры, хотя они не включены в Международную систему СИ. Другие единицы включают:

    • грамм на миллилитр (г/мл)
    • метрическая тонна на кубический метр (т/м³)
    • килограмм на литр (кг/л)
    • мегаграмм (метрическая тонна) на кубический метр (мг/м³)
    • грамм на кубический сантиметр (г/см³)
      1г/см³ = 1000 кг/м³
    • килограмм на кубический дециметр (кг/дм³ )

    Чтобы сделать быстрый и точный перевод из одних величин в другие вы можете использовать наш конвертер плотности.

    Применение понятия плотности

    В нашей реальной жизни знания о плотности материалов находят широкое практическое применение. Например, при сооружении трубопроводов, в судостроении, при расчете и распределении веса в самолете и др.

    Напомним: в физике плотность определяет массу вещества в единице объема, поэтому она связана с его «весом», а не с его текучестью (вязкостью).

    • При изменении температуры и давления плотность меняется. Изменения относительно несущественны для твердых тел и жидкостей, но заметны для газов. Увеличение давления вызывает увеличение плотности (при уменьшении объема). Повышение температуры приводит к уменьшению плотности (с увеличением объема).
    • Плотность тела можно определить в лаборатории, например, взвесив его и затем погрузив в воду, отмечая увеличение объема. Плотность вычисляем делением массы на объем.

    Примеры плотности разных веществ

    Вода имеет плотность 1000 кг / м³ (т.е. 1 г / см³). Это не совпадение. Исторически сложилось так, что один литр воды, при четырех градусах Цельсия при нормальном давлении, считался эталоном 1 кг массы.

    Железо, платина, золото и свинец — материалы с высокой плотностью. Многие виды горных пород и минералов также являются очень плотными. Чаще всего они отличаются большим весом и твердостью. Противоположность им — это разреженный материал, например, бамбук, алюминий или пенополистирол.

    Как правило, жидкости менее плотны, чем твердые тела, а газы — чем жидкости. Это связано с тем, что твердые тела имеют плотно прилегающие частицы, в жидкостях частицы могут скользить друг вокруг друга, а в газах они свободно перемещаются.

    Какая плотность у различных твердых материалах, жидкостях и газах, вы узнаете из наших таблиц.

    Таблица1. Плотность твердых веществ при стандартной температуре 20 ° C

    кг/м³
    графит 2300–2720
    гипс 2320
    кремний 2330
    бериллий 2700
    алюминий 2720
    кварц 2300–2700
    цинк 7131
    медь 8960
    латунь 8200–8950
    платина 21 410
    нержавеющая сталь 8100
    золото 19 320
    тополь 350–400
    липа 320–590
    сосна 370–600
    дубовая древесина 600–900
    кованое железо 7800–7900
    лед (0 ° C) 920
    каменная соль 2160

    Таблица 2. Плотность жидкостей

    кг/м³
    этанол 791
    жидкий азот (–196 ° C) 808
    бензин 700
    эфир 720
    глицерин 1260
    масло 800
    ртуть 13 550
    дистиллированная вода (4 ° C) 1000
    жидкий водород (–253 ° C) 71

    Таблица 3. Плотность газов при стандартном атмосферном давлении 101325 Па

    Газы кг/м³
    аргон 1,784
    азот 1,250
    хлор 3,22
    углекислый газ 1,98
    этан 1,36
    гелий 0,178
    метан 0,717
    воздух 1,293
    кислород 1,429
    водород 0,09

    Простое объяснение физического понятия о плотности веществ вы найдете в нашем видео.

    Онлайн конвертер объема, единицы и системы измерения, конвертация величин объема

    Онлайн конвертер площади, единицы измерения площади в разных системах, их быстрый перевод

    Онлайн конвертер длины, перевод всех систем измерения, метрическая, британо-американская, старорусская, морская, астрономическая, типографская

    Онлайн конвертер долей, перевод дюжин, процентов, промилле и других единиц

    Конвертер температур, перевод градусов Цельсия, Фаренгейта, Кельвина, Реомюра

    Расход затирки для плитки на 1 м 2 — калькулятор, формула расчета

    Источник

    Плотность

    Плотность
    ρ = m V <\displaystyle \rho =<\frac >>
    Размерность L −3 M
    Единицы измерения
    СИ кг/м³
    СГС г/см³
    Примечания
    скалярная величина

    Пло́тность — скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму [1] .

    Для обозначения плотности обычно используется греческая буква ρ (ро) (происхождение обозначения подлежит уточнению), иногда используются также латинские буквы D и d (от лат. densitas — «плотность»).

    Более точное определение плотности требует уточнение формулировки:

    • Средняя плотность тела — отношение массы тела к его объёму. Для однородного тела она также называется просто плотностью тела.
    • Плотность вещества — это плотность однородного или равномерно неоднородного тела, состоящего из этого вещества.
    • Плотность тела в точке — это предел отношения массы малой части тела ( Δ m <\displaystyle \Delta m>), содержащей эту точку, к объёму этой малой части ( Δ V <\displaystyle \Delta V>), когда этот объём стремится к нулю [2] , или, записывая кратко, lim Δ V → 0 Δ m / Δ V <\displaystyle \lim _<\Delta V\to 0><\Delta m/\Delta V>>. При таком предельном переходе необходимо помнить, что на атомарном уровне любое тело неоднородно, поэтому необходимо остановиться на объёме, соответствующем используемой физической модели.

    Поскольку масса в теле может быть распределена неравномерно, более адекватная модель определяет плотность в каждой точке тела как производную массы по объёму. Если учитывать точечные массы, то плотность можно определить как меру, либо как производную Радона—Никодима по отношению к некоторой опорной мере.

    Содержание

    Виды плотности и единицы измерения

    Исходя из определения плотности, её размерность представляет собой кг/м³ в СИ и г/см³ в системе СГС.

    Для сыпучих и пористых тел различают:

    • истинную плотность, определяемую без учёта пустот;
    • удельную (кажущуюся) плотность, рассчитываемую как отношение массы вещества ко всему занимаемому им объёму. Истинную плотность из кажущейся получают с помощью величины коэффициента пористости — доли объёма пустот в занимаемом объёме. Для сыпучих тел удельная плотность называется насыпно́й плотностью.

    Формула нахождения плотности

    Плотность (плотность однородного тела или средняя плотность неоднородного) находится по формуле:

    где m — масса тела, V — его объём; формула является просто математической записью определения термина «плотность», данного выше.

    • При вычислении плотности газов при нормальных условиях эта формула может быть записана и в виде:

    ρ = M V m , <\displaystyle \rho =<\frac >>,>где М — молярная масса газа, V m <\displaystyle V_>— молярный объём (при нормальных условиях приближённо равен 22,4 л/моль).

    Плотность тела в точке записывается как

    ρ = d m d V , <\displaystyle \rho =<\frac >,>

    тогда масса неоднородного тела (тела с плотностью, зависящей от координат) рассчитывается как

    m = ∫ ρ ( r ) d 3 r = ∫ ρ ( r ) d V = ∫ d m . <\displaystyle m=\int \rho (\mathbf )d^<3>\mathbf =\int \rho (\mathbf )dV=\int dm.>

    Зависимость плотности от температуры

    Как правило, при уменьшении температуры плотность увеличивается, хотя встречаются вещества, чья плотность в определённом диапазоне температур ведёт 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 относительно этого значения.

    При изменении агрегатного состояния плотность вещества меняется скачкообразно: плотность растёт при переходе из газообразного состояния в жидкое и при затвердевании жидкости. Вода, кремний, висмут и некоторые другие вещества являются исключениями из данного правила, так как их плотность при затвердевании уменьшается.

    Диапазон плотностей в природе

    Для различных природных объектов плотность меняется в очень широком диапазоне.

    • Самую низкую плотность имеет межгалактическая среда (2·10 −31 —5·10 −31 кг/м³, без учёта тёмной материи) [3] .
    • Плотность межзвёздной среды приблизительно равна 10 −23 —10 −21 кг/м³.
    • Средняя плотность красных гигантов в пределах их фотосфер много меньше, чем у Солнца — из-за того, что их радиус в сотни раз больше при сравнимой массе.
    • Плотность газообразного водорода (самого лёгкого газа) при нормальных условиях равна 0,0899 кг/м³.
    • Плотность сухого воздуха при нормальных условиях составляет 1,293 кг/м³.
    • Один из самых тяжёлых газов, гексафторид вольфрама, примерно в 10 раз тяжелее воздуха (12,9 кг/м³ при +20 °C)
    • Жидкий водород при атмосферном давлении и температуре −253 °C имеет плотность 70 кг/м³.
    • Плотность жидкого гелия при атмосферном давлении равна 130 кг/м³.
    • Усреднённая плотность тела человека от 940—990 кг/м³ при полном вдохе, до 1010—1070 кг/м³ при полном выдохе.
    • Плотность пресной воды при 4 °C 1000 кг/м³.
    • Средняя плотность Солнца в пределах фотосферы около 1410 кг/м³, примерно в 1,4 раза выше плотности воды.
    • Гранит имеет плотность 2600 кг/м³.
    • Средняя плотность Земли равна 5520 кг/м³.
    • Плотность железа равна 7874 кг/м³.
    • Плотность металлического урана 19100 кг/м³.
    • Плотность атомных ядер приблизительно 2·10 17 кг/м³.
    • Теоретически верхняя граница плотности по современным физическим представлениям это планковская плотность 5,1·10 96 кг/м³.

    Плотности астрономических объектов

    • Средние плотности небесных тел Солнечной системы см. на врезке.
    • Межпланетная среда в Солнечной системе достаточно неоднородна и может меняться во времени, её плотность в окрестностях Земли

    10 −21 ÷10 −20 кг/м³.
    Плотность межзвёздной среды

    10 −23 ÷10 −21 кг/м³.

  • Плотность межгалактической среды 2×10 −34 ÷5×10 −34 кг/м³.
  • Средняя плотность красных гигантов на много порядков меньше из-за того, что их радиус в сотни раз больше, чем у Солнца.
  • Плотность белых карликов 10 8 ÷10 12 кг/м³
  • Плотность нейтронных звёзд имеет порядок 10 17 ÷10 18 кг/м³.
  • Средняя (по объёму под горизонтом событий) плотность чёрной дыры зависит от её массы и выражается формулой:
  • ρ = 3 c 6 32 π M 2 G 3 . <\displaystyle \rho =<\frac <3\,c^<6>><32\pi M^<2>G^<3>>>.>Средняя плотность падает обратно пропорционально квадрату массы чёрной дыры (ρ

    M −2 ). Так, если чёрная дыра с массой порядка солнечной обладает плотностью около 10 19 кг/м³, превышающей ядерную плотность (2×10 17 кг/м³), то сверхмассивная чёрная дыра с массой в 10 9 солнечных масс (существование таких чёрных дыр предполагается в квазарах) обладает средней плотностью около 20 кг/м³, что существенно меньше плотности воды (1000 кг/м³).

    Плотности некоторых газов

    Плотность газов, кг/м³ при НУ.

    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 °C) 0,598 Неон 0,900
    Воздух 1,293 Радон 9,81
    Гексафторид вольфрама 12,9 Углекислый газ 1,977
    Гелий 0,178 Хлор 3,164
    Дициан 2,38 Этилен 1,260

    Плотности некоторых жидкостей

    Плотность жидкостей, кг/м³

    Бензин 710 Молоко 1040
    Вода (4 °C) 1000 Ртуть (0 °C) 13600
    Керосин 820 Эфир 720
    Глицерин 1260 Спирт 800
    Морская вода 1030 Скипидар 860
    Масло оливковое 920 Ацетон 792
    Масло моторное 910 Серная кислота 1840
    Нефть 550—1050 Жидкий водород (−253 °C) 70

    Плотность некоторых пород древесины

    Плотность древесины, г/см³

    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 Тис 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 Эбеновое дерево 1,08
    Квебрахо 1,21 Бакаут 1,28
    Пробка 0,20

    Плотность некоторых металлов

    Значения плотности металлов могут изменяться в весьма широких пределах: от наименьшего значения у лития, который легче воды, до наибольшего значения у осмия, который тяжелее золота и платины.

    Плотность металлов, г/см³

    Осмий 22,61 [7] Родий 12,41 [8] Хром 7,19 [9]
    Иридий 22,56 [10] Палладий 12,02 [11] Германий 5,32 [12]
    Плутоний 19,84 [13] Свинец 11,35 [14] Алюминий 2,70 [15]
    Платина 19,59 [16] Серебро 10,50 [17] Бериллий 1,85 [18]
    Тантал 19,30 [19] Медь 8,94 [20] Цезий 1,84 [21]
    Золото 19,30 [14] Никель 8,91 [22] Рубидий 1,53 [23]
    Уран 19,05 [24] Кобальт 8,86 [25] Натрий 0,97 [26]
    Ртуть 13,53 [27] Железо 7,87 [28] Калий 0,86 [29]
    Рутений 12,45 [30] Марганец 7,44 [31] Литий 0,53 [32]

    Измерение плотности

    Для измерений плотности используются:

    • Пикнометр — прибор для измерения истинной плотности
    • Различные виды ареометров — измерители плотности жидкостей.
    • Бурик Качинского и бур Зайдельмана — приборы для измерения плотности почвы.
    • Вибрационный плотномер — прибор для измерения плотности жидкости и газа под давлением.

    См. также

    • Список химических элементов с указанием их плотности
    • Удельный вес
    • Удельная плотность
    • Относительная плотность
    • Объёмная плотность
    • Конденсация
    • Консистенция (лат. consistere — состоять) — состояние вещества, степень мягкости или плотности (твёрдости) чего-либо — полутвердых-полумягких веществ (масел, мыла, красок, строительных растворов и т. д.); наприм., глицерин имеет сиропообразную консистенцию.
    • Консистометр — прибор для измерения в условных физических единицах консистенции различных коллоидных и желеобразных веществ, а также суспензий и грубодисперсных сред, к примеру, паст, линиментов, гелей, кремов, мазей.
    • Концентрация частиц
    • Концентрация растворов
    • Плотность заряда
    • Уравнение неразрывности

    Примечания

    1. ↑ Существуют также поверхностная плотность (отношение массы к площади) и линейная плотность (отношение массы к длине), применяемые соответственно к плоским (двумерным) и вытянутым (одномерным) объектам.
    2. ↑ Подразумевается также, что область стягивается к точке, то есть, не только её объём стремится к нулю (что могло бы быть не только при стягивании области к точке, но, например, к отрезку), но также стремится к нулю и её диаметр (максимальный линейный размер).
    3. Агекян Т. А. Расширение Вселенной. Модель Вселенной // Звёзды, галактики, Метагалактика. 3-е изд. / Под ред. А. Б. Васильева. — М. : Наука, 1982. — 416 с. — С. 249.
    4. ↑Planetary Fact Sheet (англ.)
    5. ↑Sun Fact Sheet (англ.)
    6. ↑ Stern, S. A., et al. (2015). «The Pluto system: Initial results from its exploration by New Horizons». Science350 (6258): 249–352. DOI:10.1126/science.aad1815.
    7. ↑Krebs, 2006, p. 158.
    8. ↑Krebs, 2006, p. 136.
    9. ↑Krebs, 2006, p. 96.
    10. ↑Krebs, 2006, p. 160.
    11. ↑Krebs, 2006, p. 138.
    12. ↑Krebs, 2006, p. 198.
    13. ↑Krebs, 2006, p. 319.
    14. 12Krebs, 2006, p. 165.
    15. ↑Krebs, 2006, p. 179.
    16. ↑Krebs, 2006, p. 163.
    17. ↑Krebs, 2006, p. 141.
    18. ↑Krebs, 2006, p. 67.
    19. ↑Krebs, 2006, p. 151.
    20. ↑Krebs, 2006, p. 111.
    21. ↑Krebs, 2006, p. 60.
    22. ↑Krebs, 2006, p. 108.
    23. ↑Krebs, 2006, p. 57.
    24. ↑Krebs, 2006, p. 313.
    25. ↑Krebs, 2006, p. 105.
    26. ↑Krebs, 2006, p. 50.
    27. ↑Krebs, 2006, p. 168.
    28. ↑Krebs, 2006, p. 101.
    29. ↑Krebs, 2006, p. 54.
    30. ↑Krebs, 2006, p. 134.
    31. ↑Krebs, 2006, p. 98.
    32. ↑Krebs, 2006, p. 47.

    Литература

    • Плотность — статья из Большой советской энциклопедии. — М.: «Советская Энциклопедия», 1975. — Т. 20. — С. 49.
    • Плотность — статья из Физической энциклопедии. Т. 3, С. 637.
    • Krebs R. E.The History and Use of Our Earth’s Chemical Elements: A Reference Guide. 2nd edition. — Westport: Greenwood Publishing Group, 2006. — xxv + 422 p. — ISBN 0-313-33438-2.

    Ссылки

    Что такое wiki2.info Вики является главным информационным ресурсом в интернете. Она открыта для любого пользователя. Вики это библиотека, которая является общественной и многоязычной.

    Основа этой страницы находится в Википедии. Текст доступен по лицензии CC BY-SA 3.0 Unported License.

    Wikipedia® — зарегистрированный товарный знак организации Wikimedia Foundation, Inc. wiki2.info является независимой компанией и не аффилирована с Фондом Викимедиа (Wikimedia Foundation).

    Источник

    Читайте также:  Как измерить ложкой граммы манной крупы