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. 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 2939-63. Газы. Условия для определения объёма.
? С. Ш. Кивилис.
Плотность веществ, материалов и минералов, кг/м³ Газы¹ Жидкости² Твердые вещества и материалы (средние значения)²
Водород Н₂ 0,090
Водород (-240?С) 43,2
Пробка 240
Гелий Не 0,178
Кислород (-200?С) 122,5
Древесина:  
Метан CH₄ 0,717
Бензин 710
берёзы (сухая) 650
Аммиак NH₃ 0,771
Этиловый спирт С₂Н₆О 789,4
дуба (сухая) 750
Ацетилен С₂Н₂ 1,171
Ацетон С₃Н₆О 791
Парафин 890
Азот N₂ 1,251
Скипидар 865
Лёд (0 ?С) 900
Этилен С₂Н₄ 1,260
Растительные масла (15?С) 914-962
Текстолит 1350
Воздух (сухой) 1,293
Вода Н₂О 998,2
Бетон 2150
Окись азота NO 1,340
Нитробензол C₆H₅NO₂ 1203
Фарфор 2350
Кислород O₂ 1,429
Уксусная кислота C₂H₄O₂ 1049
Графит, стекло 2500
Хлористый водород HCl 1,639
Глицерин С₃Н₈О₃ 1260
Гранит 2600
Двуокись углерода (углекислый газ) CO₂ 1,977
Хлороформ СНСl₃ 1489
Алюминий 2700
Двуокись серы (сернистый газ) SO₂ 2,927
Азотная кислота HNO₃ 1510
Слюда 2900
Хлор Сl₂ 3,214
Четырёххлористый углерод ССl₄ 1594
Корунд 4000
Ксенон Хе 5,851
Серная кислота H₂SO₄ 1840
Олово 5850
Радон Rn 9,730
Ртуть 13546
Сталь (углеродистая) 7750
Железо 7874
Свинец 11340
Вольфрам 19300
Платина 21450
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).