Плотность веществ – масса единицы объема: сколько килограммов весит кубический метр материала. Выберите вещество из справочника – калькулятор посчитает массу по объему или объем по массе, а по известным массе и объему найдет плотность и подскажет, какой это может быть материал. Ниже – таблица плотности металлов, жидкостей, газов, строительных материалов и древесины с поиском.
Что такое плотность
Плотность показывает, насколько плотно «упаковано» вещество: ρ = m / V, где m – масса, V – объем. В СИ ее измеряют в кг/м³, на практике часто в г/см³: 1 г/см³ = 1000 кг/м³ = 1 кг/л. Кубометр воды весит около тонны, кубометр стали – 7,85 тонны, а кубометр воздуха – всего 1,2 кг.
Из формулы плотности получаются две другие: масса m = ρ × V и объем V = m / ρ. Пример: стальной лист 2 × 1 м толщиной 5 мм имеет объем 2 × 1 × 0,005 = 0,01 м³ и весит 7850 × 0,01 = 78,5 кг. Перевести плотность в другие единицы поможет конвертер плотности.
Плотность основных веществ
| Вещество | кг/м³ | г/см³ |
|---|---|---|
| Вода | 998 | 0,998 |
| Лед | 917 | 0,917 |
| Сталь | 7850 | 7,85 |
| Алюминий | 2700 | 2,7 |
| Медь | 8940 | 8,94 |
| Свинец | 11 340 | 11,34 |
| Золото | 19 320 | 19,32 |
| Бетон тяжелый | 2200–2500 | 2,2–2,5 |
| Кирпич полнотелый | 1600–1900 | 1,6–1,9 |
| Сосна | 500 | 0,5 |
| Бензин | 710–770 | 0,71–0,77 |
| Воздух | 1,293 | 0,0013 |
Значения даны при 20 °C, для газов – при 0 °C и нормальном давлении, для древесины – при влажности 12 %. У сплавов, бетона, кирпича, грунта и сыпучих материалов плотность зависит от состава, влажности и уплотнения, поэтому для них в справочнике указан диапазон.
От чего зависит плотность
- Температура. При нагревании большинство веществ расширяется, и плотность падает. Вода – исключение: самая плотная она при 4 °C, 999,97 кг/м³, а при 20 °C – 998,2, при 100 °C – 958,4.
- Давление. Сильнее всего оно влияет на газы: при сжатии вдвое плотность газа вдвое растет. Жидкости и твердые тела сжимаются очень слабо.
- Влажность и пористость. Сырая древесина тяжелее сухой в полтора-два раза, а газобетон в 4–5 раз легче тяжелого бетона из-за пор.
- Насыпная и истинная плотность. У песка, щебня, цемента и сахара между частицами есть воздух. Насыпная плотность песка – около 1500 кг/м³, а самих песчинок – около 2650.
Почему одни тела тонут, а другие плавают
Тело плавает, если его средняя плотность меньше плотности жидкости, и тонет, если больше. Дерево, лед и парафин плавают в воде, сталь и камень тонут. Стальной корабль держится на воде, потому что внутри у него воздух и средняя плотность корпуса меньше 1000 кг/м³. В морской воде, плотность которой 1020–1030 кг/м³, плавать легче, чем в пресной. Калькулятор подсказывает, утонет ли вещество в воде.
Как измерить плотность
Плотность твердого тела находят, разделив массу на объем. Объем тела неправильной формы измеряют погружением: на сколько поднимется уровень воды в мерном стакане, таков и объем. Плотность жидкостей – молока, электролита, топлива – измеряют ареометром: поплавком со шкалой, который погружается тем глубже, чем легче жидкость. Объем строительных материалов поможет посчитать калькулятор досок в кубе.
Вопросы о плотности веществ
Какая плотность воды?
Около 1000 кг/м³, или 1 г/см³. Точнее – 999,97 кг/м³ при 4 °C (максимум) и 998,2 кг/м³ при 20 °C.
В каких единицах измеряют плотность?
В СИ – в килограммах на кубический метр (кг/м³). Часто используют граммы на кубический сантиметр: 1 г/см³ = 1000 кг/м³ = 1 кг/л = 1 т/м³.
Как найти массу, зная плотность и объем?
Умножьте плотность на объем: m = ρ × V. Например, 0,5 м³ бетона плотностью 2400 кг/м³ весят 1200 кг.
Какое вещество самое плотное?
Среди металлов – осмий, 22 590 кг/м³, чуть легче иридий и платина. Самый легкий металл – литий, 534 кг/м³, он плавает в воде.
Почему лед плавает в воде?
Плотность льда – 917 кг/м³, меньше, чем у воды. Поэтому лед держится на поверхности, и над водой видна примерно десятая часть льдины.
Как перевести г/см³ в кг/м³?
Умножить на 1000: 7,85 г/см³ – это 7850 кг/м³. Обратно – разделить на 1000.