密度的概念資料

第PAGE6頁，共NUMPAGES21頁【密度的概念】在物理學(xué)中，把某種物質(zhì)單位體積的質(zhì)量叫做這種物質(zhì)的密度。1、某種物質(zhì)的質(zhì)量和其體積的比值，即單位體積的某種物質(zhì)的質(zhì)量，叫作這種物質(zhì)密度。符號ρ（讀作rōu）。國際主單位為單位為千克/米^3，常用單位還有克/厘米^3。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為ρ=m/V。在國際單位制中，質(zhì)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(zhì)的質(zhì)量作為物質(zhì)的密度。對于非均勻物質(zhì)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(shí)為10^3千克/米^3或1克/立方厘米（1.0×10^3kg／m^3，）物理意義是：每立方米的水的質(zhì)量是1.0×10^3千克。地球的平均密度為5.5×10^3千克/米^3。標(biāo)準(zhǔn)狀況下干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：（單位：千克/米^3）金：19.3×10^3銀：10.5×10^3鋼，鐵：7.9×10^3鉛：11.3×10^3銅：8.9×10^3鋁：2.7×10^3干松木：0.5×10^3水銀：13.6×10^3硫酸：1.84×10^3植物油0.9×10^3煤油，酒精0.8×10^3汽油：0.71×10^3二氧化碳：1.98氧：1.43空氣：1.29一氧化碳：1.25氦：0.18氫：0.09純水：1.0x10^3海水：1.03x10^3磚：（1.4~2.2）x10^3蠟：0.9x10^33.是指在規(guī)定溫度下，單位體積內(nèi)所含物質(zhì)的質(zhì)量數(shù)，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(shù)量與交貨驗(yàn)收的計(jì)量和某些油品的質(zhì)量控制，以及簡單判斷油品性能上。4.在印刷術(shù)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(jīng)曝光顯影后，影像深淺的程度。如膠片，畫面愈是透明的地方，密度愈?。环粗?，愈是不透明的地方，其密度愈大。密度是反映物質(zhì)特性的物理量，物質(zhì)的特性是指物質(zhì)本身具有的而又能相互區(qū)別的一種性質(zhì)，人們往往感覺密度大密度相對就變小了。相反的，物質(zhì)在溫度下降時(shí)體積縮小，密度會變大。不過水是例外，因?yàn)樗拿芏仍?℃時(shí)最大，水溫只要從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(shí)也膨脹、冷卻時(shí)也膨脹。所以水總是由表面開始結(jié)冰，密度最大的4℃的水會沉入最底層。這個(gè)性質(zhì)非常重要，在嚴(yán)寒的冬天，雖然水的表面已結(jié)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。10.密度是物質(zhì)的一種重要特性。根據(jù)密度的大小，人們可以鑒別物質(zhì)；選擇密度不同的物質(zhì)，可以滿足制造的不同需要；通過測定密度，科學(xué)研究中還可能發(fā)現(xiàn)其他新物質(zhì)。11.密度在國際單位制中的主單位是“kg／m³”，這是絕大多數(shù)同學(xué)都能夠掌握的，但是要換算單位，不少同學(xué)卻感到困難了。例如：鐵的密度是7.8×10^3kg／m³＝g／cm³。這個(gè)問題可以利用單位換算中的基本方法來解決，那就是分子里的單位變小多少倍，換算后的數(shù)值就變大多少倍：1千克＝10^3克；分母中的單位變小多少倍，換算后的數(shù)值要變小多少倍：1m³＝10^6cm³，因此，7．8×10^3kg／m³＝7．8×10^3×（10^3／10^6）g／cm³＝7．8g／cm³；根據(jù)這種換算方法；分析一下可以得出密度的單位有一個(gè)規(guī)律，即：對于某種物質(zhì)的密度，在分別用“g／cm³”，“kg／dm³”和“t／m³”來做單位時(shí)，它們的數(shù)值是相同的。例如，鐵的密度，按照這個(gè)規(guī)律可知：ρ水＝7．8g／cm³＝7．8kg／dm³＝7．8t／m³。這個(gè)“7．8”就是課本上密度表中鐵的密度值去掉10^3得到的。記住這個(gè)規(guī)律，不但給密度單位的換算帶來很大的方便，而且使一些涉及密度計(jì)算的問題變得簡單。例如用這種方法來記算水的質(zhì)量，就是1厘米³（毫升）水的質(zhì)量是1克，1分米³（升）水的質(zhì)量是1千克，1米³水的質(zhì)量是1噸。12.密度是物質(zhì)的一種特性，與物質(zhì)的質(zhì)量體積大小無關(guān)?！久芏鹊膽?yīng)用】密度在生產(chǎn)技術(shù)上的應(yīng)用，可從以下幾個(gè)方面反映出來。1.可鑒別組成物體的材料。密度是物質(zhì)的特性之一，每種物質(zhì)都有一定的密度，不同物質(zhì)的密度一般是不同。因此我們可以利用密度來鑒別物質(zhì)。其辦法是是測定待測物質(zhì)的密度，把測得的密度和密度表中各種物質(zhì)的密度進(jìn)行比較，就可以鑒別物體是什么物質(zhì)做成的。2.可計(jì)算物體中所含各種物質(zhì)的成分。3.可計(jì)算某些很難稱量的物體的質(zhì)量或形狀比較復(fù)雜的物體的體積。根據(jù)密度公式的變形式：m=vρ或，v=m/ρ可以計(jì)算出物體的質(zhì)量和體積，特別是一些質(zhì)量和體積不便直接測量的問題，如計(jì)算不規(guī)則形狀物體的體積、紀(jì)念碑的質(zhì)量等。4.可判定物體是實(shí)心還是空心。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”解決一些較為復(fù)雜的問題。判定物體是空心的還是實(shí)心的，一般有以下三種方法：（1）提據(jù)公式,求出其密度，再與該物質(zhì)密度ρ比較,若>ρ,則為空心,若＝ρ，為實(shí)心。（2）已知質(zhì)量，由公式V＝m/ρ，求出V，再與V物比較，若V物>V，則為空心，若V=V物，則該物體為實(shí)心。（3）把物體當(dāng)作實(shí)心物體對待，利用,求出體積為v的實(shí)心物體的質(zhì)量，然后將m與物體實(shí)際質(zhì)量m物比較,若m>m物時(shí)，則該物體為空心，若m=m物,則該物體為實(shí)心。5.可計(jì)算液體內(nèi)部壓強(qiáng)以及浮力等。綜上所述，可見密度在科學(xué)研究和生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。對于鑒別未知物質(zhì)，密度是一個(gè)重要的依據(jù)。“氬”就是通過計(jì)算未知?dú)怏w的密度發(fā)現(xiàn)的。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)后又經(jīng)光譜分析，確認(rèn)空氣中含有一種以前不知道的新氣體，把它命名為氬。在農(nóng)業(yè)上可用來判斷土壤的肥力，含腐殖質(zhì)多的土壤肥沃，其密度一般為2.3×103千克/米3。根據(jù)密度即可判斷土壤的肥力。在選種時(shí)可根據(jù)種子在水中的沉、浮情況進(jìn)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(yè)生產(chǎn)上如淀粉的生產(chǎn)以土豆為原料，一般來說含淀粉多的土豆密度較大，故通過測定土豆的密度可估計(jì)淀粉的產(chǎn)量。又如，工廠在鑄造金屬物之前，需估計(jì)熔化多少金屬，可根據(jù)模子的容積和金屬的密度算出需要的金屬量?！緶y物體密度的方法】測量物體密度的方法多種多樣，可開發(fā)學(xué)生思維，本人歸納總結(jié)出以下幾種測量方法：首先使用天平測出質(zhì)量，然后使用量筒測出體積，最后使用公式得出密度。一、測固體密度基本原理:ρ=m/V：1、稱量法：器材：天平、量筒、水、金屬塊、細(xì)繩步驟：1、用天平稱出金屬塊的質(zhì)量；2、往量筒中注入適量水，讀出體積為V1，3、用細(xì)繩系住金屬塊放入量筒中，浸沒，讀出體積為V2。計(jì)算表達(dá)式：ρ=m/(V2-V1)2、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(zhì)量為m1；2、將金屬塊輕輕放入水中，溢出部分水，再將燒杯放在天平上稱出質(zhì)量為m2;3、將金屬塊取出，把燒杯放在天平上稱出燒杯和剩下水的質(zhì)量m3。計(jì)算表達(dá)式：ρ=ρ水(m2-m3)/(m1-m3)3、阿基米德定律法：器材：彈簧秤、金屬塊、水、細(xì)繩步驟：1、用細(xì)繩系住金屬塊，用彈簧秤稱出金屬塊的重力G；2、將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(jì)算表達(dá)式：ρ=Gρ水/(G-G)4、浮力法(一)：器材：木塊、水、細(xì)針、量筒步驟：1、往量筒中注入適量水，讀出體積為V1；2、將木塊放入水中，漂浮，靜止后讀出體積V2；3、用細(xì)針插入木塊，將木塊完全浸入水中，讀出體積為V3。計(jì)算表達(dá)式：ρ=ρ水(V2-V1)/(V3-V1)5、浮力法（二）：器材：刻度尺、圓筒杯、水、小塑料杯、小石塊步驟：1、在圓筒杯內(nèi)放入適量水，再將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、將小石塊輕輕放入杯中，漂浮，用刻度尺測出水的高度h2;3、將小石塊從杯中取出，放入水中，下沉，用刻度尺測出水的高度h3.計(jì)算表達(dá)式：ρ=ρ水(h2-h1)/(h3-h1)6、密度計(jì)法：器材：雞蛋、密度計(jì)、水、鹽、玻璃杯步驟：1、在玻璃杯中倒入適量水，將雞蛋輕輕放入，雞蛋下沉；2、往水中逐漸加鹽，邊加邊用密度計(jì)攪拌，直至雞蛋漂浮，用密度計(jì)測出鹽水的密度即等到于雞蛋的密度；二、測液體密度1、稱量法：器材：燒杯、量筒、天平、待測液體步驟：1、用調(diào)好的天平稱出燒杯和待測液體的總質(zhì)量M1；2、將燒杯中的液體（適量）倒入量筒中，用天平測出剩余液體和燒杯的總質(zhì)量M2；3、讀出量筒中液體的體積V。計(jì)算表達(dá)：ρ=(M1-M2)/V2、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(zhì)量M1；2、往燒杯內(nèi)倒?jié)M水，稱出總質(zhì)量M2；3、倒去燒杯中的水，擦干，往燒杯中倒?jié)M待測液體，稱出總質(zhì)量M3。計(jì)算表達(dá)：ρ=ρ水(M3-M1)/(M2-M1)3、阿基米德定律法：器材：彈簧秤、水、待測液體、小石塊或金屬塊、細(xì)繩子步驟：1、用細(xì)繩系住小石塊金屬塊，用彈簧秤稱出小石塊或金屬塊的重力G；2、將小石塊或金屬塊浸沒入水中，用彈簧秤稱出小石塊或金屬塊的視重G1；3、將小石塊浸沒入待測液體中，用彈簧秤稱出小石塊的視重G2。計(jì)算表達(dá)：ρ=ρ水(G-G2)/(G-G1)(注意:用此種方法的條件是:小石塊或金屬塊不溶于待測液體，或與之發(fā)生反應(yīng)，待測液體的密度小于小石塊或金屬塊的密度)4、密度計(jì)法：器材：密度計(jì)、待測液體方法：將密度計(jì)放入待測液體中，直接讀出密度。【對于實(shí)物微粒，密度ρ的含義】量子力學(xué)明確指出，對于實(shí)物微粒，密度ρ的含義是該粒子在空間任一微小區(qū)域（數(shù)學(xué)術(shù)語是“體積元”）里出現(xiàn)的概率，即概率密度?！久芏扰c浮力的關(guān)系】一、物體在水中ρ物體＜ρ水，物體漂浮（或上?。│盐矬w=ρ水，物體懸浮ρ物體＞ρ水，物體沉底（或下沉）二、對于任何液體ρ物體＜ρ液，物體漂浮（或上?。│盐矬w=ρ液，物體懸浮ρ物體＞ρ液，物體沉底（或下沉）三、當(dāng)ρ物體≤ρ液時(shí)（物體漂浮或懸?。┪矬w在水中的體積：物體的體積=ρ物體：ρ液當(dāng)ρ物體=ρ水（物體懸）浮時(shí)，物體在水中的體積：物體的體積=1：1常見物質(zhì)的密度(單位：千克/米^3)水銀13.6×10³鉛11.3×10³銅8.9×10³鐵7.9×10³常用物質(zhì)密度表（1g/cm³=1000kg/m³=1噸/m³）材料名稱密度(g/cm3)材料名稱密度(g/cm³)水1.00玻璃2.60冰0.92鉛11.40銀10.50酒精0.79水銀(汞)13.60汽油0.75灰口鑄鐵6.60-7.40軟木0.25白口鑄鐵7.40-7.70鋅7.10可鍛鑄鐵7.20-7.40純銅材8.90銅8.9059、62、65、68黃銅8.50鐵7.8680、85、90黃銅8.70鑄鋼7.8096黃銅8.80工業(yè)純鐵7.8759-1、63-3鉛黃銅8.50普通碳素鋼7.8574-3鉛黃銅8.70優(yōu)質(zhì)碳素鋼7.8590-1錫黃銅8.80碳素工具鋼7.8570-1錫黃銅8.54易切鋼7.8560-1和62-1錫黃銅8.50錳鋼7.8177-2鋁黃銅8.6015CrA鉻鋼7.7467-2.5、66-6-3-2、60-1-1鋁黃銅8.5020Cr、30Cr、40Cr鉻鋼7.82鎳黃銅8.5038CrA鉻鋼7.80錳黃銅8.50鉻、釩、鎳、鉬、錳、硅鋼7.857-0.2、6.5-0.4、6.5-0.1、4-3錫青銅8.80純鋁2.705-5-5鑄錫青銅8.80鉻鎳鎢鋼7.803-12-5鑄錫青銅8.69鉻鉬鋁鋼7.65鑄鎂1.80含鎢9高速工具鋼8.30工業(yè)純鈦（TA1、TA2、TA3）4.50含鎢18高速工具鋼8.70超硬鋁2.850.5鎘青銅8.90LT1特殊鋁2.750.5鉻青銅8.90工業(yè)純鎂1.7419-2鋁青銅7.606-6-3鑄錫青銅8.829-4、10-3-1.5鋁青銅7.50硅黃銅、鎳黃銅、鐵黃銅8.5010-4-4鋁青銅7.46純鎳、陽極鎳、電真空鎳8.85高強(qiáng)度合金鋼`7.82鎳銅、鎳鎂、鎳硅合金8.85軸承鋼7.81鎳鉻合金8.727鋁青銅7.80鋅錠（Zn0.1、Zn1、Zn2、Zn3）7.15鈹青銅8.30鑄鋅6.863-1硅青銅8.474-1鑄造鋅鋁合金6.901-3硅青銅8.604-0.5鑄造鋅鋁合金6.751鈹青銅8.80鉛和鉛銻合金11.371.5錳青銅8.80鉛陽極板11.335錳青銅8.604-4-2.5錫青銅8.75金19.305鋁青銅8.204-0.3、4-4-4錫青銅8.90變形鎂MB11.76不銹鋼0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr287.75MB2、MB81.78Cr14、Cr177.70MB31.790Cr18Ni9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni97.85MB5、MB6、MB7、MB151.801Cr18Ni11Si4A1Ti7.52鍛鋁LD82.77不銹鋼1Crl8NillNb、Cr23Ni187.90LD7、LD9、LD102.802Cr13Ni4Mn98.50鈦合金TA4、TA5、TC64.453Cr13Ni7Si28.00TA64.40白銅B5、B19、B30、BMn40-1.58.90TA7、TC54.46BMn3-128.40TA84.56BZN15-208.60TB