密度

密度
密度
常見符號	ρ
国际单位	kg/m3
因次

密度是指一物質單位體積下的質量，常用希臘字母ρ或是英文字母D（Density）表示。在數學上，密度定義為質量除以體積的商。即物體的質量與體積的比值^[1]：

\rho ={\frac {m}{V}}

其中ρ為密度，m為質量，V為體積。

有時（例如美國的石油業或天然氣產業）會將密度定義為單位體積的重量^[2]，不過在科學上是不精確的，此物理量應稱為比重量。

定义

密度是单位体积的物质具有的质量，即

\rho ={\frac {\mathrm {d} m}{\mathrm {d} V}}

式中， $m$ 为物体的质量， $V$ 为体积。对于质量分布均匀的物质，密度公式可简化为初等数学形式

\rho ={\frac {m}{V}}

。

另外，密度還有一個定義，即：質量與體積的"比值"。

公式的变形——质量方程式

根据密度的定义式

\rho ={\frac {\mathrm {d} m}{\mathrm {d} V}}

，

经变形，可以得到

m=\int \rho \,\mathrm {d} V

。

上面的公式通常被称作质量方程。可以利用上式，并结合一些几何关系，从而求出自然界中任一物体的质量。该式适用于自然界中的任何物体或物质，且不受物质状态的影响。质量方程已经在凝聚态物理学、固体物理学、连续介质力学、流体力学等众多物理学分支的定量分析当中得到了广泛的应用。

单位

国际单位制中密度的单位是kg/m³，其它常用的单位有g/cm³，以及工程中常用的t/m³。

特性

密度反映了物质本身的一种特性，它因此可以受到外界因素的影响。一般来讲，影响物质密度的主要物理量为压强和温度。气体密度受压强和温度的影响比较明显，通常气体只给出标准状况下或者常温常压下的密度，其他状况下的密度可以通过气体的状态方程（例如理想气体状态方程或范德瓦尔斯方程）计算。液体的密度主要取决于液体的组分，受温度的影响比较小（但有时也不能忽略）。很高的压强也会产生明显影响。固体的密度受温度和压强影响而变化的特性类似于液体，且一般更不明显。

此外，还有其他可能影响物质密度的物理因素，比如磁场、电场等。就整个自然界而言，特大的压力会使某些天体中物质的密度与常见密度相差悬殊。

密度及比容

比容（specific volume）是一物質單位質量下的體積，是密度的倒數：

\ v={\frac {V}{m}}\ ={\rho }^{-1}

。

在熱力學中常用比容來描述一系統的特性，比容和密度都是內含性質，不隨物質的量而變化。

水的密度

水的密度
温度 (°C)	密度 (kg/m³)^[3]^[4]
+100	958.0966
+80	971.7224
+60	983.2106
+40	992.2473
+30	995.6783
+25	997.0751
+22	997.8003
+20	998.2336
+15	999.1285111
+10	999.7281
+4	999.999999985
0	999.8675
-10	998.1555
-20	993.6829
-30	984.5869
0 °C以下的密度值参看过冷水。

常见物质密度列表

下表中列出了部分均匀物质的密度。请注意，即使对于同一种物质，因为可能存在多种微观结构，也可能有不同的密度。对于某些混合物，因为采样的时间、地点不同，也可能有不同的数值（例如海水、汽油等）。下面的数据仅供粗略计算中参考。

物质	密度（g/cm³）
锇	22.59
铱	22.56
铂	21.45
金	19.30
钨	19.25
铀	19.05
汞	13.58
钯	12.023
铅	11.34
银	10.49
铜	8.96
铁	7.87
锡	7.31
六氟化钨 (-9 C°)	4.560
钛	4.507
钻石	3.5
铝	2.7
硫酸	1.84
镁	1.74
葡萄糖	1.54
聚对苯二甲酸乙二酯	1.38
氧 (-182.9 C°)	1.025
海水	1.025
水	1.000
聚丙烯	0.946
冰 (0 C°)	0.917
乙醇	0.789
汽油	0.73
锂	0.534
甲烷 (-162 C°)	0.423

参考

^ The National Aeronautic and Atmospheric Administration's Glenn Research Center. Gas Density Glenn research Center. grc.nasa.gov. [2015-08-29]. （原始内容存档于2013-04-14）.
^ Density definition in Oil Gas Glossary. Oilgasglossary.com. [2010-09-14]. （原始内容存档于2010-08-05）.
^ Lide, D. R. (Ed.) (1990). CRC Handbook of Chemistry and Physics (70th Edn.). Boca Raton (FL):CRC Press
^ Water – Density and Specific Weight （页面存档备份，存于互联网档案馆）. Engineeringtoolbox.com. Retrieved on 2011-11-22