密度

提示：此條目頁的主題不是紙張密度。

密度
常見符號	ρ
國際單位	kg/m3
因次	${\mathsf {L}}^{-3}{\mathsf {M}}$

量筒中有不同顏色、不同密度的不相溶液體

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：

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

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，不過在科學上是不精確的，此物理量應稱為比重量。

定義

密度是單位體積的物質具有的質量，即

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

式中，$m$為物體的質量，$V$為體積。對於質量分布均勻的物質，密度公式可簡化為初等數學形式

$\rho ={\frac {m}{V}}$。

另外，密度還有一個定義，即：質量與體積的"比值"。

公式的變形——質量方程式

根據密度的定義式

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

經變形，可以得到

$m=\int \rho \,\mathrm {d} V$。

上面的公式通常被稱作質量方程。可以利用上式，並結合一些幾何關係，從而求出自然界中任一物體的質量。該式適用於自然界中的任何物體或物質，且不受物質狀態的影響。質量方程已經在凝聚態物理學、固體物理學、連續介質力學、流體力學等眾多物理學分支的定量分析當中得到了廣泛的應用。

單位

國際單位制中密度的單位是kg/m³，其它常用的單位有g/cm³，以及工程中常用的t/m³。

特性

密度反映了物質本身的一種特性，它因此可以受到外界因素的影響。一般來講，影響物質密度的主要物理量為壓強和溫度。 氣體密度受壓強和溫度的影響比較明顯，通常氣體只給出標準狀況下或者常溫常壓下的密度，其他狀況下的密度可以通過氣體的狀態方程（例如理想氣體狀態方程或范德瓦爾斯方程）計算。 液體的密度主要取決於液體的組分，受溫度的影響比較小（但有時也不能忽略）。很高的壓強也會產生明顯影響。 固體的密度受溫度和壓強影響而變化的特性類似於液體，且一般更不明顯。

此外，還有其他可能影響物質密度的物理因素，比如磁場、電場等。就整個自然界而言，特大的壓力會使某些天體中物質的密度與常見密度相差懸殊。

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

溫度 (°C)	密度 (kg/m3)
+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以下的密度值參看過冷水。

常見物質密度列表

下表中列出了部分均勻物質的密度。請注意，即使對於同一種物質，因為可能存在多種微觀結構，也可能有不同的密度。對於某些混合物，因為採樣的時間、地點不同，也可能有不同的數值（例如海水、汽油等）。下面的數據僅供粗略計算中參考。

物質	密度（g/cm3）
鋨	22.59
銥	22.56
鉑	21.45
金	19.30
鎢	19.25
鈾	19.05
汞	13.58
鈀	12.023
鉛	11.34
銀	10.49
銅	8.96
鐵	7.87
錫	7.31
六氟化鎢 (-9 C°)	4.560
鈦	4.507
鑽石	3.5
鋁	2.7
硫酸	1.84
鎂	1.74
葡萄糖	1.54
聚對苯二甲酸乙二酯	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
鋰	0.534
甲烷 (-162 C°)	0.423

相關條目

• 比重