Физика · 7 класс. Изучите схему, разберите примеры и проверьте себя.
Что показывает плотность
Плотность однородного вещества показывает массу единицы объёма. Её обозначают греческой буквой ρ, читают «ро». Формула ρ = m/V связывает массу образца и его объём, V > 0. Если масса однородного образца 54 г, а объём 20 см³, плотность равна 54/20 = 2,7 г/см³. Это означает, что один кубический сантиметр такого вещества при данных условиях имеет массу 2,7 г.
Единицы плотности
В СИ плотность измеряют в кг/м³. В небольших лабораторных опытах удобна единица г/см³. Их нельзя приравнивать численно: 1 г = 0,001 кг, а 1 см³ = 0,000001 м³, поэтому 1 г/см³ = 1000 кг/м³. Например, 2,7 г/см³ = 2700 кг/м³, а 800 кг/м³ = 0,8 г/см³.
Плотность и размер образца
Если взять вдвое больший объём того же однородного вещества при одинаковых условиях, его масса тоже удвоится, а отношение m/V сохранится. Поэтому плотность вещества не растёт только из-за увеличения образца. Но по одной массе плотность не определить: нужна ещё величина объёма. Тела одинаковой массы могут иметь разные объёмы и плотности.
Сравнение веществ
При одинаковом объёме более плотное вещество имеет большую массу. При одинаковой массе более плотное вещество занимает меньший объём. Например, для одинаковых объёмов веществ с плотностями 800 и 2700 кг/м³ масса второго образца будет больше. Нельзя делать такой вывод, если объёмы произвольны и их значения неизвестны.
Условия и таблицы
Плотность зависит от условий, в частности от температуры, а для газов заметно и от давления. Табличные значения относят к определённым условиям и часто округляют. Плотность воды около комнатной температуры в простых задачах принимают равной примерно 1000 кг/м³. Если в задаче дано конкретное значение плотности, для вычислений используют именно его.
Плотность вещества и средняя плотность тела
Формулу m/V можно применить и к неоднородному предмету, но результат будет средней плотностью в выбранном объёме. Если металлический предмет полый и берут его внешний объём вместе с пустотой, среднее значение не обязано равняться плотности металла. Нужно уточнять, какой объём и какая масса входят в отношение.
Проверьте себя
Образец 54 г занимает 20 см³. Его плотность?
ρ = 54/20 = 2,7 г/см³ = 2700 кг/м³.
Один образец того же вещества вдвое больше по объёму при тех же условиях. Его плотность вдвое больше?
Нет. Масса и объём увеличиваются пропорционально, а плотность сохраняется.
У равных объёмов веществ с плотностями 800 и 2700 кг/м³ где больше масса?
У второго вещества: при одинаковом объёме масса пропорциональна плотности.
800 кг/м³ — сколько г/см³?
0,8 г/см³.