Плотность и единицы ее измерения



Плотность или объемная плотность массы вещества — масса этого вещества в единице объема. Чаще всего для ее обозначения используется греческая буква ро — ρ. Математически плотность определяется отношением массы к объему.


В Международной системе единиц (СИ) плотность измеряется в килограммах на метр кубический. То есть один кубический метр ртути весит 13 с половиной тонн. В предшествующей СИ системе СГС (сантиметр-грамм-секунда) она измерялась в граммах на кубический сантиметр.

В традиционных системах единиц, применяемых до сих пор в США и унаследованных от Британской имперской системы единиц, плотность может быть указана в унциях на кубический дюйм, фунтах на кубический дюйм, фунтах на кубический фут, фунтах на кубический ярд, фунтах на галлон, фунтах на бушель и других.

Для упрощения сравнения плотности между различными системами единиц, иногда ее указывают как безразмерную величину — относительную плотность. Относительная плотность — отношение плотности вещества к некоему стандарту, как правило, к плотности воды.

Таким образом, относительная плотность меньше единицы означает, что вещество плавает в воде. Вещества же с плотность меньше 13,56 будут плавать в ртути. Как видим на картинке, монета, сделанная из металлического сплава с относительной плотностью 7,6, плавает в емкости с ртутью.

Плотность зависит от температуры и давления. При повышении давления объем материала уменьшается и, следовательно, плотность увеличивается. При повышении температуры объем вещества увеличивается и плотность уменьшается.

Некоторые свойства ртути



Свойство ртути изменять плотность при нагревании нашло применение в термометрах. При повышении температуры ртуть расширяется равномернее других жидкостей. Ртутными термометрами можно проводить измерения в широком диапазоне температур: от -38,9 градусов, когда ртуть замерзает, до 356,7 градуса, когда ртуть закипает. Верхний предел измерений нетрудно поднять повышением давления.

В медицинском термометре, благодаря высокой плотности ртути, температура остается ровно на той же отметке, что была у больного подмышкой или в другом месте, где проводилось измерение. При охлаждении ртутного резервуара градусника часть ртути все же остается в капилляре. Загоняют ртуть обратно в резервуар, резким встряхиванием термометра, сообщая тяжелому столбику ртути ускорение, во много раз превышающее ускорение свободного полета.

Правда, сейчас в медицинских учреждениях ряда стран стараются отказаться от ртутных термометров. Причина — ядовитость ртути. Попадая в легкие, пары ртути надолго там задерживаются и отравляют весь организм. Нарушается нормальная работа центральной нервной системы и почек.