密度
![本页使用了标题或全文手工转换](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/cd/Zh_conversion_icon_m.svg/35px-Zh_conversion_icon_m.svg.png)
密度 | |
---|---|
常見符號 | ρ |
国际单位 | kg/m3 |
因次 |
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/71/Artsy_density_column.png/150px-Artsy_density_column.png)
密度是指一物質單位體積下的質量,常用希臘字母ρ或是英文字母D(Density)表示。在數學上,密度定義為質量除以體積的商 。即物體的質量與體積的比值[1]:
其中ρ為密度,m為質量,V為體積。
有時(例如美國的石油業或天然氣產業)會將密度定義為單位體積的重量[2],不過在科學上是不精確的,此物理量應稱為比重量。
定义
[编辑]式中,为物体的质量,为体积。对于质量分布均匀的物质,密度公式可简化为初等数学形式
- 。
另外,密度還有一個定義,即:質量與體積的"比值"。
公式的变形——质量方程式
[编辑]根据密度的定义式
- ,
经变形,可以得到
- 。
上面的公式通常被称作质量方程。可以利用上式,并结合一些几何关系,从而求出自然界中任一物体的质量。该式适用于自然界中的任何物体或物质,且不受物质状态的影响。质量方程已经在凝聚态物理学、固体物理学、连续介质力学、流体力学等众多物理学分支的定量分析当中得到了广泛的应用。
单位
[编辑]国际单位制中密度的单位是kg/m3,其它常用的单位有g/cm3,以及工程中常用的t/m3。
特性
[编辑]密度反映了物质本身的一种特性,它因此可以受到外界因素的影响。一般来讲,影响物质密度的主要物理量为压强和温度。 气体密度受压强和温度的影响比较明显,通常气体只给出标准状况下或者常温常压下的密度,其他状况下的密度可以通过气体的状态方程(例如理想气体状态方程或范德瓦尔斯方程)计算。 液体的密度主要取决于液体的组分,受温度的影响比较小(但有时也不能忽略)。很高的压强也会产生明显影响。 固体的密度受温度和压强影响而变化的特性类似于液体,且一般更不明显。
此外,还有其他可能影响物质密度的物理因素,比如磁场、电场等。就整个自然界而言,特大的压力会使某些天体中物质的密度与常见密度相差悬殊。
密度及比容
[编辑]比容(specific volume)是一物質單位質量下的體積,是密度的倒數:
- 。
在熱力學中常用比容來描述一系統的特性,比容和密度都是內含性質,不隨物質的量而變化。
水的密度
[编辑]温度 (°C) | 密度 (kg/m3)[3][4] |
---|---|
+100 | 958.0966 |
+80 | 971.7224 |
+60 | 983.2106 |
+40 | 992.2473 |
+30 | 995.6783 |
+25 | 997.0751 |
+22 | 997.8003 |
+20 | 998.2336 |
+15 | 999.1285111 |
+10 | 999.7281 |
+4 | 999.999999985 |
0 | 999.8675 |
-10 | 998.1555 |
-20 | 993.6829 |
-30 | 984.5869 |
0 °C以下的密度值参看过冷水。 |
常见物质密度列表
[编辑]下表中列出了部分均匀物质的密度。请注意,即使对于同一种物质,因为可能存在多种微观结构,也可能有不同的密度。对于某些混合物,因为采样的时间、地点不同,也可能有不同的数值(例如海水、汽油等)。下面的数据仅供粗略计算中参考。
物质 | 密度(g/cm3) |
---|---|
锇 | 22.59 |
铱 | 22.56 |
铂 | 21.45 |
金 | 19.30 |
钨 | 19.25 |
铀 | 19.05 |
汞 | 13.58 |
钯 | 12.023 |
铅 | 11.34 |
银 | 10.49 |
铜 | 8.96 |
铁 | 7.87 |
锡 | 7.31 |
六氟化钨 (-9 C°) | 4.560 |
钛 | 4.507 |
钻石 | 3.5 |
铝 | 2.7 |
硫酸 | 1.84 |
镁 | 1.74 |
葡萄糖 | 1.54 |
聚对苯二甲酸乙二酯 | 1.38 |
氧 (-182.9 C°) | 1.025 |
海水 | 1.025 |
水 | 1.000 |
聚丙烯 | 0.946 |
冰 (0 C°) | 0.917 |
乙醇 | 0.789 |
汽油 | 0.73 |
锂 | 0.534 |
甲烷 (-162 C°) | 0.423 |
相關條目
[编辑]参考
[编辑]- ^ The National Aeronautic and Atmospheric Administration's Glenn Research Center. Gas Density Glenn research Center. grc.nasa.gov. [2015-08-29]. (原始内容存档于2013-04-14).
- ^ Density definition in Oil Gas Glossary. Oilgasglossary.com. [2010-09-14]. (原始内容存档于2010-08-05).
- ^ Lide, D. R. (Ed.) (1990). CRC Handbook of Chemistry and Physics (70th Edn.). Boca Raton (FL):CRC Press
- ^ Water – Density and Specific Weight (页面存档备份,存于互联网档案馆). Engineeringtoolbox.com. Retrieved on 2011-11-22
|