密度
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。
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
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
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。
相關條目 编辑
参考 编辑
- ^ The National Aeronautic and Atmospheric Administration's Glenn Research Center. . grc.nasa.gov. [2015-08-29]. (原始内容存档于2013-04-14).
- ^ . 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