Большая советская энциклопедия
Плотность
Пло́тность
(ρ)
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 (См. Нормальные условия). Средняя П. тела определяется отношением массы тела m к его объёму V, т. е. ρ = m/V. Единицей П. в СИ является кг/м3, в СГС системе единиц (См. СГС система 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. 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 (См. Идеальный газ) может быть вычислена по уравнению состояния (См. Уравнение состояния) ρ = pμ/RT, где р — давление газа, μ — его Молекулярная масса (мольная масса), R — Газовая постоянная, Т — абсолютная температура, или определена, например, по скорости распространения ультразвука (здесь β — адиабатическая Сжимаемость газа).
Диапазон значений П. природных тел и сред исключительно широк. Так, П. межзвёздной среды (См. Межзвёздная среда) не превышает 10-21кг/м3, средняя П. Солнца составляет 1410 кг/м3, Земли — 5520 кг/м3, наибольшая П. металлов — 22 500 кг/м3 (осмий), П. вещества атомных ядер — 1017кг/м3, наконец, П. нейтронных звёзд (См. Нейтронные звёзды) может, по-видимому, достигать 1020кг/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 (См. Тепловое расширение) 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 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).