密度

密度

物理學術語
密度是反映物質特性的物理量,物質的特性是指物質本身具有的而又能相互區别的一種性質,人們往往感覺密度大的物質“重”,密度小的物質“輕”一些,這裡的“重”和“輕”實質上指的是密度的大小。
    中文名:密度 外文名:Density 适用領域: 所屬學科:物理學

概念

正密度是物質的一種特性,它表示單位體積某種物質的質量。

1、某種物質的質量和其體積的比值,即單位體積的某種物質的質量,叫作這種物質密度。符号ρ。單位為千克/米^3。

其數學表達式為ρ=m/V。在國際單位制中,質量的主單位是千克,體積的主單位是立方米,于是取1立方米物質的質量作為物質的密度。對于非均勻物質則稱為“平均密度”。

2、密度的物理意義。用水舉例,水的密度在4℃時為10^3千克/米^3或1克/厘米^3(1.0×10^3kg/m^3,物理)意義是:每立方米的水的質量是1.0×10^3千克。

地球的平均密度為5.5×10^3千克/米^3。

标準狀況下幹燥空氣的平均密度為0.001293×10^3千克/米^3。

常見的非金屬固體、金屬、液體、氣體的密度(略)。

3.是指在規定溫度下,單位體積内所含物質的質量數,以kg/m^3(讀作千克每立方米)或g/cm^3(讀作克每立方厘米)表示。主要用在換算數量與交貨驗收的計量和某些油品的質量控制,以及簡單判斷油品性能上。

4.在印刷術語中,反射密度指一種表面的遮光能力;透射密度指一種過濾器的遮光能力。

5.感光材料的密度是指其經曝光顯影後,影像深淺的程度。如膠片,畫面愈是透明的地方,密度愈小;反之,愈是不透明的地方,其密度愈大。

密度是反映物質特性的物理量,物質的特性是指物質本身具有的而又能相互區别的一種性質,人們往往感覺密度大的物質“重”,密度小的物質“輕”一些,這裡的“重”和“輕”實質上指的是密度的大小。

質量是物體所含物質的多少。所含物質減少,所以質量減少。密度是物質的一種特性,它不随質量、體積的改變而改變,同種物質的密度不變。

密度是物質的一種特性,它隻與物質的種類有關,與質量、體積等因素無關,不同的物質,密度一般是不相同的,同種物質的密度則是相同的。

密度的公式:(ρ表示密度、m表示質量、V表示體積)

正确理解密度公式時,要注意條件和每個物理量所表示的特殊含義。從數學的角度看有三種情況:

(1)ρ一定時m和V成正比;

(2)m一定時,ρ與V成反比;

(3)V一定時,ρ與m成正比。

結合物理意義,三種情況隻有(1)的說法正确,(2)(3)都是錯誤的。因為同種物質的密度是一定的,它不随體積和質量的變化而變化,所以在理解物理公式時,不可能脫離物理事實,不能單純地從數學的角度理解物理公式中各量的關系

5.國際單位制中密度的單位是:千克/米3。正确讀法為千克每立方米,符号kg/m3,常用的單位是克/厘米3,正确讀法是克每立方厘米,符号為g/cm3。

它們之間的換算關系:

lg/cm3=1000kg/m3

6.水的密度值為1000kg/m3

它的物理意義是體積為1m3水的質量為1000kg.

7.根據密度公式的變形式:m=vp或,v=m/p可以計算出物體的質量和體積,特别是一些質量和體積不便直接測量的問題,如計算不規則形狀物體的體積、紀念碑的質量等。

密度是物質的特性之一,每種物質都有一定的密度,不同物質的密度一般是不同。因此我們可以利用密度來鑒别物質。其辦法是是測定待測物質的密度,把測得的密度和密度表中各種物質的密度進行比較,就可以鑒别物體是什麼物質做成的。

8.利用密度知識解決簡單問題,如判斷物體是否空心,用“分析法”解決一些較為複雜的問題。

判定物體是空心的還是實心的,一般有以下三種方法:

(1)提據公式,求出,再與該物質密度ρ比較,若m物時,則該物體為空心,若m=m物,則該物體為實心。

9.人體的密度僅有1.07g/cm3,竟然隻比水的密度多出一些,所以學遊泳應該不會太難吧!汽油的密度比水小,所以你知道為什麼在路上看到的油漬,都會浮在水面上了吧。海水的密度大于水,人體在海水中比較容易浮起來。

水的密度竟然大于冰,你現在就去冰箱裡拿一些冰塊,把它丢在半杯水中,看看冰塊是浮着呢?還是沉下。物質的密度會受溫度的影響而改變。

一般而言,物質的質量不受溫度影響,但是體積會熱脹冷縮。所以溫度上升時體積膨脹,密度相對就變小了。相反的,物質在溫度下降時體積縮小,密度會變大。

不過水是例外,因為水的密度在4℃時最大,水溫隻要從4℃上升或下降,密度都會變小。也就是說4℃的水,體積在受熱時也膨脹、冷卻時也膨脹。

所以水總是由表面開始結冰,密度最大的4℃的水會沉入最底層。這個性質非常重要,在嚴寒的冬天,雖然水的表面已結冰,但在湖泊的底層仍維持4℃左右,使水中的生物可安然度過冬天。

應用

利用密度知識可以鑒别物質、求物體的質量、體積。利用天平可以間接地測量長度、面積、體積。利用刻度尺,量筒可以間接地測量質量。

密度在生産技術上的應用,可從以下幾個方面反映出來。

1.可鑒别組成物體的材料。

2.可計算物體中所含各種物質的成分。

3.可計算某些很難稱量的物體的質量。

4.可計算形狀比較複雜的物體的體積。

5.可判定物體是實心還是空心。

6.可計算液體内部壓強以及浮力等。

綜上所述,可見密度在科學研究和生産生活中有着廣泛的應用。對于鑒别未知物質,密度是一個重要的依據。“氩”就是通過計算未知氣體的密度發現的。

經多次實驗後又經光譜分析,确認空氣中含有一種以前不知道的新氣體,把它命名為氩。在農業上可用來判斷土壤的肥力,含腐殖質多的土壤肥沃,其密度一般為2.3×103千克/米3。

根據密度即可判斷土壤的肥力。在選種時可根據種子在水中的沉、浮情況進行選種:飽滿健壯的種子因密度大而下沉;癟殼和其他雜草種子由于密度小而浮在水面。

在工業生産上如澱粉的生産以土豆為原料,一般來說含澱粉多的土豆密度較大,故通過測定土豆的密度可估計澱粉的産量。又如,工廠在鑄造金屬物之前,需估計熔化多少金屬,可根據模子的容積和金屬的密度算出需要的金屬量。

測量方法

測量物體密度的方法多種多樣,可開發學生思維,本人歸納總結出以下幾種測量方法:

測固體密度

基本原理:ρ=m/V:

一、稱量法:

器材:天平、量筒、水、金屬塊、細繩

步驟:

1.用天平稱出金屬塊的質量。

2.往量筒中注入适量水,讀出體積為V1。

3.用細繩系住金屬塊放入量筒中,浸沒,讀出體積為V2。

計算表達式:ρ=m/(V2-V1)

二、比重杯法:

器材:燒杯、水、金屬塊、天平、

步驟:

1.往燒杯裝滿水,放在天平上稱出質量為m1。

2.将金屬塊輕輕放入水中,溢出部分水,再将燒杯放在天平上稱出質量為m2。

3.将金屬塊取出,把燒杯放在天平上稱出燒杯和剩下水的質量m3。

計算表達式:ρ=ρ水(m2-m3)/(m1-m3)

三、阿基米德定律法:

器材:彈簧秤、金屬塊、水、細繩

步驟:

1.用細繩系住金屬塊,用彈簧秤稱出金屬塊的重力G。

2.将金屬塊完全浸入水中,用彈簧秤稱出金屬塊在水中的視重G。

計算表達式:ρ=Gρ水/(G-G/)

四、浮力法(一):

器材:木塊、水、細針、量筒

步驟:

1.往量筒中注入适量水,讀出體積為V1。

2.将木塊放入水中,漂浮,靜止後讀出體積V2。

3.用細針插入木塊,将木塊完全浸入水中,讀出體積為V3。

計算表達式:ρ=ρ水(V2-V1)/(V3-V1)

浮力法(二):

器材:刻度尺、圓筒杯、水、小塑料杯、小石塊

步驟:

1.在圓筒杯内放入适量水,再将塑料杯杯口朝上輕輕放入,讓其漂浮,用刻度尺測出杯中水的高度h1。

2.将小石塊輕輕放入杯中,漂浮,用刻度尺測出水的高度h2。

3.将小石塊從杯中取出,放入水中,下沉,用刻度尺測出水的高度h3。

計算表達式:ρ=ρ水(h2-h1)/(h3-h1)

五、密度計法:

器材:雞蛋、密度計、水、鹽、玻璃杯

步驟:

1.在玻璃杯中倒入适量水,将雞蛋輕輕放入,雞蛋下沉。

2.往水中逐漸加鹽,邊加邊用密度計攪拌,直至雞蛋漂浮,用密度計測出鹽水的密度即等到于雞蛋的密度。

測液體密度

一、稱量法:

器材:燒杯、量筒、天平、待測液體

步驟:

1.用調好的天平稱出燒杯和待測液體的總質量M1。

2.将燒杯中的液體(适量)倒入量筒中,用天平測出剩餘液體和燒杯的總質量M2。

3.讀出量筒中液體的體積V。

計算表達:ρ=(M1-M2)/V

二、比重杯法

器材:燒杯、水、待液體、天平

步驟:

1.用天平稱出燒的質量M1。

2.往燒杯内倒滿水,稱出總質量M2。

3.倒去燒杯中的水,擦幹,往燒杯中倒滿待測液體,稱出總質量M3。

計算表達:ρ=ρ水(M3-M1)/(M2-M1)

三、阿基米德定律法:

器材:彈簧秤、水、待測液體、小石塊、細繩子

步驟:

1.用細繩系住小石塊,用彈簧秤稱出小石塊的重力G。

2.将小塊浸沒入水中,用彈簧秤稱出小石的視重G。

3.将小塊浸沒入待測液體中,用彈簧秤稱出小石塊的視重G。

計算表達:ρ=ρ水(G-G//)/(G-G/)

(注意:用此種方法的條件是:待測液體不溶于水,待測液體的密度小于水的密度)

四、密度計法:

器材:密度計、待測液體

方法:将密度計放入待測液體中,直接讀出密度。

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