Плотность

Плотность (r), физическая величина, определяемая для однородного вещества его массой в единице объёма. П. неоднородного вещества — предел отношения массы к объёму, когда объём стягивается к точке, в которой определяется П.

  Отношение П. двух веществ при определённых стандартных физических условиях называется относительной П.: для жидких и твёрдых веществ она обычно определяется по отношению к П. дистиллированной воды при 4 °С, для газов — по отношению к П. сухого воздуха или водорода при нормальных условиях. Средняя П. тела определяется отношением массы тела m к его объёму V, т. е. r = m/V. Единицей П. в СИ является кг/м³, в СГС системе единиц г/см³. На практике пользуются также внесистемными единицами П.: г/л, т/м³ и др.

  Для измерения П. веществ применяют плотномеры, пикнометры, ареометры, гидростатическое взвешивание (см. Мора весы). Др.(Древн) методы определения П. основаны на связи П. с параметрами состояния вещества или с зависимостью протекающих в веществе процессов от его П. Так, плотность идеального газа может быть вычислена по уравнению состояния r = pm/RT, где р — давление газа, m — его молекулярная масса (мольная масса), R — газовая постоянная, Т — абсолютная температура, или определена, например, по скорости распространения ультразвука   (здесь b — адиабатическая сжимаемость газа).

  Диапазон значений П. природных тел и сред исключительно широк. Так, П. межзвёздной среды не превышает 10^-21 кг/м³, средняя П. Солнца составляет 1410 кг/м³, Земли — 5520 кг/м³, наибольшая П. металлов — 22 500 кг/м³ (осмий), П. вещества атомных ядер — 10¹⁷ кг/м³, наконец, П. нейтронных звёзд может, по-видимому, достигать 10²⁰ кг/м³.

  Значения П. некоторых широко используемых веществ и материалов приведены в таблице. См. также Газы, Металлы.

  Для пористых и сыпучих тел различают истинную П. (её определяют без учёта имеющихся в теле пустот) и кажущуюся П. (отношение массы тела ко всему занимаемому им объёму). П., как правило, уменьшается с ростом температуры (вследствие теплового расширения тел) и увеличивается с повышением давления. Аномально ведут себя, например, вода, чугун, аморфный кварц. Так, у воды П. имеет максимальное значение при 4 °C и уменьшается как с повышением, так и с понижением температуры. При агрегатных превращениях вещества П. изменяется скачком (см. Агрегатные состояния), причём при переходе из жидкого состояния в твёрдое П. обычно растет, однако у воды, например, она при затвердевании уменьшается.

  Лит.: Справочник химика, 3 изд., т. 1, Л., 1971; Перельман В. И., Краткий справочник химика, 6 изд., М., 1963; Измерение массы, объёма и плотности, М., 1972: ГОСТ(государственный общесоюзный стандарт) 2939—63. Газы. Условия для определения объёма.

  С. Ш. Кивилис.

Плотность веществ, материалов и минералов, кг/м³

  ¹ При температуре 0 °С и давлении р = 1,0332 кгс/см² (101325 Па). ² При 20 °С и р  = 1 кгс/см² (98066 Па).