§ 9. Что такое плотность вещества?

Что подразумевают, когда говорят: тяжелый, как свинец или легкий, как пух? Ясно, что крупинка свинца будет легкой, и в то же время гора пуха будет обладать изрядной массой. Те, кто пользуется подобными сравнениями, имеют в виду не массу тел, а какую-то иную характеристику.

На рис. 35 вы видите, что два бруска одинакового объема имеют разные массы.

Рис. 35 Металлический брусок перевешивает пенопластовый Рис. 36 Массы двух кубиков равны

На рис. 36 вы видите, что кубики различаются по объему, но их массы равны. Из этого следует, что тела равной массы могут иметь различные объемы, а тела, одинаковые по объему, могут различаться по массе. Значит, существует некая физическая величина, которая связывает обе эти характеристики. Эту величину назвали плотностью (обозначают буквой греческого алфавита ρ - «ро»).

Единица измерения плотности кг/м³ или г/см^3. Таким образом, плотность вещества не меняется при неизменных условиях и не зависит от объема тела.

Существует несколько способов определения плотности вещества. Один из этих способов заключается в определении массы вещества путем взвешивания и измерения занимаемого им объема. Используя полученные значения, можно вычислить плотность, разделив массу тела на его объем.

Плотность = Масса тела/Объем тела или

ρ = т / V

Не всегда плотность вещества надо вычислять. Так, для измерения плотности жидкости существует прибор - ареометр. Его погружают в жидкость. В зависимости от плотности жидкости ареометр погружается в нее на различную глубину.

Рис. 37. Ареометр.

Зная плотность вещества и объем тела, можно вычислить массу тела, т = ρ V.

Зная плотность вещества и массу тела, легко рассчитать его объем.

V = т / ρ .

Это очень удобно, когда форма исследуемого тела сложна, например, раковина улитки или осколок минерала.

Для определения плотности разных веществ составлены специальные таблицы. Ниже приведена таблица для некоторых твердых, жидких и газообразных веществ.

Рис.38. Кубики одинакового объема из разных веществ имеют разную массу

Таблица 1 . Значения плотности различных веществ

Из приведенной таблицы видно, что наименьшую плотность имеют вещества, находящиеся в газообразном состоянии; наибольшую - вещества, находящиеся твердом состоянии. Как вам известно, это объясняется тем, что молекулы в газах расположены далеко друг от друга, а молекулы в твердых телах - близко. Следовательно, плотность вещества связана с тем, насколько близко или далеко расположены молекулы. Да и сами молекулы разных веществ различаются как по массе, так и по размеру.