密度

この記事では密度とは何かについて説明します。そこで、密度の意味、密度の計算方法、さまざまな種類の密度について学びます。

密度とは何ですか?

密度は質量と体積の関係です。したがって、物質の密度は、物質の質量を体積で割ることによって計算されます。

密度の記号はギリシャ文字のロー (ρ) です。

国際体系 (SI) における密度の単位は、キログラム/立方メートル (kg/m 3 ) です。ただし、グラム/立方センチメートル (g/cm 3 ) または同等のグラム/ミリリットル (g/mL) も密度の単位としてよく使用されます。

密度の特徴の 1 つは、一般に各材料の密度が異なることです。したがって、密度は材料を識別および区別するために使用される物理量です。

密度の計算式

密度の定義がわかったので、この物理的特性がどのように計算されるかを見てみましょう。

物質の密度は、その物質の質量と体積の比に等しい。したがって、密度の式は次のようになります。

密度

たとえば、固体の質量が 50 kg で、体積が 0.02 m 3を占める場合、固体の密度は 2500 kg/m 3 (50/0.02=2500) になります。

\rho=\cfrac{m}{V}=\cfrac{50}{0.02}=2500 \ kg/m^3

密度の例

このセクションでは、物理学と化学における一般的な物質密度の例を示します。

  • 水密度: 1000 kg/ m3
  • オイル密度: 920 kg/ m3
  • 鋼材密度: 7850 kg/ m3
  • アルミニウムの密度: 2700 kg/ m3
  • 炭素密度: 2269 kg/ m3
  • 銅の密度: 8966 kg/ m3
  • 氷の密度: 919 kg/ m3
  • ガラス密度: 2500 kg/ m3
  • アルコール濃度: 780 kg/ m3
  • 水銀密度: 13584 kg/ m3
  • 空気密度: 1.18 kg/ m3
  • 酸素濃度:1.4kg/m 3
  • 二酸化炭素密度:1.8kg/m 3

これらの密度値は温度、圧力、サンプル組成などによって若干変化する可能性があるため、おおよその値であることに注意してください。

例を見ると、一般に気体の密度は固体や液体よりもはるかに低くなります。

密度の単位

国際システムでは、密度はキログラム/立方メートル (kg/m 3 ) で表されます。ただし、立方センチメートル (g/cm 3 ) の単位、または同等のグラム/ミリリットル (g/mL) も密度値を表すのによく使用されます。

以下に、最もよく使用される密度単位間の同等性を示す表を示します。

密度の単位 シンボル 1kg/m 3相当(国際制度)
グラム/立方センチメートル g/ cm3 0.001
グラム/ミリリットル グラム/ml 0.001
グラム/立方メートル g/ m3 1000
グラム/リットル グラム/リットル 1
キログラム/リットル kg/L 0.001

次の計算機を使用して密度単位を変換できます。必要な密度値、変換単位、小数点以下の桁数を入力するだけです。小数点としてピリオドを使用する必要があります (例: 10.53)。

密度の種類

密度にはさまざまなタイプがあり、それらが表す概念によって区別されます。

  • 絶対密度 (または平均密度) : これは最もよく使用されるタイプの密度であり、物体全体の質量とそれが占める体積の比です。
  • \rho=\cfrac{m}{V}

  • 相対密度: これは、物質の密度と基準密度 (通常は水の密度) の間の関係です。
  • \rho_r=\cfrac{\rho}{\rho_0}

  • 点密度: 物質が不均質である場合、異なる密度の点が存在する可能性があるため、点密度は物質が特定の点で持つ密度です。
  • \displaystyle\rho_p=\lim_{V\to 0} \frac{m}{V}=\frac{dm}{dV}

  • 見掛け密度: 乾燥した土壌の質量と土壌の総体積の比です。このタイプの密度は、土壌の空隙率を調べるために計算されます。
  • \rho_a=\cfrac{M_s}{V}

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