密度とは

密度は 、体内の所定の体積における物質の濃度 を測定する物理量です。

これは体の質量と体積の比によって求められ、国際単位系 (SI) で kg/m ³ で測定されます。

物体の密度はその体積に反比例します。つまり、体積が大きくなるほど密度は低くなります。密度の式におけるこの関係に注目してください。

密度は、物体が液体に浮くか沈むかを決定する特性です。物質の密度が液体よりも小さい場合は浮きますが、密度が液体よりも大きい場合は沈みます。

自然界のすべての物質には測定可能な密度があります。密度は、 材料の種類 、 物理的状態 、 環境の 温度 と圧力条件によって異なります。

物質または物質の混合物の密度を計算するには、次の式に従って、物体の質量をその体積で割ります。

どこ：

温度と圧力が異なる条件下では物体の体積が変化するため、温度と圧力が変化すると密度も異なることに留意することが重要です。

たとえば、水の密度は周囲条件で約 1 g/cm ³ ですが、氷になると密度は 0.92 g/cm ³ に減少します。氷が水に浮かぶのはこの密度の違いによるものです。

実際に密度とは何かを理解するには、2 つの容器を想像してください。1 つは 1 キロの鉛が入っており、もう 1 つは 1 キロの綿が入っています。どちらも同じ質量、つまり 1 キログラムです。

ただし、綿は鉛よりもはるかに軽いため、両方の容器の質量を等しくするには、はるかに大量のこの材料が必要です。

したがって、綿が占める空間は鉛が占める空間よりもはるかに大きくなります。これは、鉛には綿よりもはるかに多くの濃縮物質が含まれているため、密度が高いことを意味します。

次に、材料密度の違いによって説明される実際の状況の他の例を見てください。

コップ一杯の水の中に氷を入れると、氷の密度 (0.92 g/cm ³ ) が水の密度 (1 g/cm ³ ) よりも低いため、氷は浮きます。

角氷をアルコールの入ったグラスに入れると、氷の密度 (0.92 g/cm ³ ) がエタノールの密度 (0.79 g/cm ³ ) より大きいため、角氷は沈みます。

密度を理解するのに役立つもう 1 つの例は、水に入れたときの発泡スチロール板とスチール釘の挙動を観察することです。

釘の密度 (0.78 g/m ³ ) は水の密度よりはるかに大きいため、釘はすぐに沈みます。これは、鋼には小さな体積に大量の物質が集中していることを意味します。

一方、発泡スチロール板は水に入れると密度が水よりも小さいため浮きます。発泡スチロールは鉄とは異なり、濃縮物が少ない物質です。

比重は密度を指す場合にも使用されますが、必ずしも同義語として理解できるわけではありません。

密度とは 、単一の物質または砂糖水溶液などの物質の混合物で構成される 物体 を指します。

比質量 は 、アルミニウム、鉛、水などの特定の 均質物質 の密度を指します。

これは、物体が 1 つの物質のみで構成されている場合、その密度はその比重によって与えられることを意味します。ただし、物体が不均質である場合は、質量と体積の比を使用して密度を計算する必要があります。

一部の物質の密度 (または比質量) については、以下の表を参照してください。

絶対密度は、特定の物体または物質の密度を指します。相対密度は、ある材料を別の材料と比較した密度です。

相対密度の計算は、質量を体積で割ることによって計算される 2 つの密度間の比です。密度の式は次のように表すことができます。

または

相対密度は、密度が 1g/cm ³ である水に対する物質の密度を比較するためによく使用されます。

国際システム (SI) で使用される測定単位は kg/m ³ ですが、この量は g/cm ³ および g/mL で表されるのが一般的です。これらの測定単位間の関係は次のとおりです。

1 g/ ^cm3 = 1 g/mL = 1000 kg/ ^m3

密度 と 体積の測定 も参照してください。