第17讲
密度
171学习提要
1711密度的初步概念物质的密度据说最早是由古希腊学者阿基米德提出的。不过当时，他用了一个跟物质密度相关的概念，称为比重。他是怎样想到需要引入这一重要概念的呢？公园前200多年，阿基米德为了给古希腊国王验证一个王冠是否是用纯金制成，他首先提出了一个重要的假设：如果王冠是由纯金制成的，那么质量相等的金块和王冠一定应该有相等的体积。开始令阿基米德苦恼的是，他无法用几何学的方法测出形状不规则的王冠的体积，而当他浸入浴桶时看到水从同种溢出，这使他一下子想到了一种测量不规则物体体积的实验方法。接着他就用这一方法解决了王冠是否由纯金制成的难题，并由此引入了比重（密度）的概念。从阿基米德的发现中我们知道，对于同一种物质来说，不论它的形状如何，只要体积相等，质量就相等。那么对于不同的物质，如何进行比较呢？平时我们常说水比空气重，或者说水的质量比空气大。显然，这是将相同体积的水与空气相比较而言的。如果没有这一前提，就很难进行比较。例如，教室里空气的质量要比10大桶20升（L）饮用水的质量还大。因此，只有比较相同体积的不同物质的质量才有意义。实验表明，通常情况下，某种物质的质量与体积的比值是一个确定的值，它表示某种物质单位体积的质量。物理学中把这个比值称为物质的密度。物质的密度与物质的质量多少、体积大小无关。对于不同的物质，密度通常是不同的。因此，密度表示了物质本身的一种特性，即：密度质量体积，如果用ρ表示密度，m表示质量，V表示体积，密度可表示为ρmV，式中质量m的单位是“千克（kg）”，体积V的单位是“米3（m3）”，密度ρ的单位就是“千克米3（kgm3）”，读作“千克每立方米”。密度的常用单位还有“克厘米3（gcm3）”，读作“克每立方厘米”。它们之间换算关系是：1kgm3103gcm3；103kgm31gcm3不同物质的密度通常是不同的，所以可以用密度来区分不同的物质。1712一些常见物质的密度常温常压下，一些固体的密度如表171所示。
f常温常压下，一些液体的密度如表172所示。
在0℃，标准大气压下，一些气体的密度如表173所示。
1713密度的测量1、密度测量的基本方法实验室常用天平和量筒（量杯）测量物质的密度。根据密度公式ρmV可知，只要设法测出物体的质量和体积，就可以算出组成该物体物质的密度。对于形状规则的固体，可以利用天平测出物体的质量，用刻度尺测出其体积，然后计算出物质的密度。对于液体r