Перейти к содержимому

Калькулятор плотности

Выберите, что нужно найти: плотность, массу или объём. Введите две другие величины в любых единицах и получите ответ с ходом расчёта, плотность в девяти единицах и сравнение с распространёнными материалами. Выберите жидкость, чтобы увидеть, тонет предмет или плавает. Бесплатно, без регистрации.

Найти

Результаты

2,70 g/cm³

Плотность

54,0 g

Масса

20,0 cm³

Объём

2,70

Удельная плотность (вода при 4 °C = 1)

Ближе всего к Алюминий (2,7 г/мл). Одна только плотность не определяет материал: сплавы, пористость и температура всё это её меняют.

Тонет в Вода (20 °C).

Тело 2,70 г/мл при жидкости 0,9982 г/мл.

Ход расчёта

ρ = m ÷ V

ρ = 54,0 г ÷ 20,0 мл = 2,700 г/мл

Плотность в других единицах

ЕдиницаЗначение
g/mL2,70
g/cm³2,70
kg/L2,70
g/L2700
mg/mL2700
kg/m³2700
lb/ft³169
lb/in³0,0975
lb/gal (US)22,5

Справочные плотности

Материалг/мл (г/см³)кг/м³
Воздух (сухой)0,0012041,204
Этанол0,7893789,3
Лёд (0 °C)0,917917
Вода (20 °C)0,9982998,2
Морская вода1,0251025
Глицерин1,2611261
Алюминий2,72700
Железо7,877870
Медь8,968960
Серебро10,510500
Свинец11,311300
Ртуть13,5513550
Золото19,319300

Типичные значения около 20 °C по «Справочнику CRC по химии и физике» (CRC Handbook of Chemistry and Physics); морская вода приблизительна (соленость 35 г/кг), воздух — сухой при 101,325 кПа. Реальные образцы различаются.

Как пользоваться калькулятором плотности

  1. 1. Выберите неизвестную величину. Плотность, массу или объём.
  2. 2. Введите две другие величины с их единицами. Массу — от микрограммов до фунтов, объём — от микролитров до кубических футов и галлонов США, плотность — в г/мл, кг/м³, фунт/фут³ и других единицах. Ответ показан в единице, которую вы выбрали рядом с ним.
  3. 3. При желании выберите жидкость. Калькулятор сравнивает плотность предмета с водой, морской водой, этанолом, глицерином, ртутью или плотностью, которую вы введёте, и сообщает, тонет предмет или плавает.
  4. 4. Прочитайте результаты. Вы получите ход расчёта, удельную плотность, совпадение из справочной таблицы, если оно есть, и плотность во всех поддерживаемых единицах.

Формула плотности

Плотность

ρ = m / V

Масса

m = ρ × V

Объём

V = m / ρ

Плотность ρ — это масса на единицу объёма. Единица СИ — кг/м³, но в химии чаще используют г/см³, что то же самое, что г/мл, поскольку миллилитр в точности равен кубическому сантиметру. Вода при 20 °C имеет плотность 0,9982 г/мл, поэтому в кг/м³ её плотность равна 998,2: между двумя системами единиц числа отличаются в 1 000 раз, и это самая частая причина ошибок. Плотность зависит от температуры, а для газов — и от давления, поэтому плотность без указания температуры неполна.

Примеры

Плотность (значения по умолчанию). Металлический брусок имеет массу 54,0 г и объём 20,0 см³. ρ = 54,0 г ÷ 20,0 см³ = 2,70 г/см³. Это 2700 кг/м³ или 169 фунт/фут³, и это совпадает с плотностью алюминия в справочной таблице, 2,70 г/мл. Он также тонет в воде, потому что 2,70 больше 0,9982.

Масса по плотности. Сколько весят 250,0 мл этанола? При плотности 0,7893 г/мл m = 0,7893 × 250,0 = 197,3 г.

Объём по массе. Какой объём занимают 500,0 г ртути? При ρ = 13,55 г/мл V = 500,0 ÷ 13,55 = 36,90 мл — небольшой объём для такой тяжёлой жидкости.

Тонет или плавает. Лёд имеет плотность 0,917 г/мл, а жидкая вода — 0,9982 г/мл, поэтому лёд плавает, и 0,917 ÷ 0,9982 = 91,9% его объёма находится ниже поверхности. В морской воде (около 1,025 г/мл) эта доля составляет около 89,5%, отсюда поговорка, что большая часть айсберга находится под водой.

Как найти объём неправильного тела

Опустите тело в мерный цилиндр, частично заполненный водой, и измерьте, на сколько поднялся уровень; разность и есть объём (вытесненной воды). Это работает для любого твёрдого тела, которое не плавает и не растворяется. Для тел с измеряемыми размерами используйте геометрию: куб — это сторона в кубе, цилиндр — πr²h. Задайте массе и объёму нужное число значащих цифр с помощью Калькулятора значащих цифр.

Удельная плотность и типичные ошибки

Удельная плотность, или относительная плотность, — это плотность вещества, делённая на плотность воды; у неё нет единиц. Калькулятор делит на плотность воды при 4 °C (0,999975 г/мл), поэтому численно она почти совпадает с плотностью в г/мл.

  • Смешивание г/мл и кг/м³. 1 г/см³ равен 1000 кг/м³. Если ответ в тысячу раз больше или меньше, сначала проверьте единицы.
  • Неверная температура. Жидкости расширяются при нагревании, и их плотность падает; указывайте температуру вместе с плотностью.
  • Убеждённость, что плотность определяет материал. Сплавы, пористость и примеси меняют её, поэтому совпадение — это подсказка, а не доказательство.
  • Путаница массы и веса. Плотность считается по массе. Если весы показывают ньютоны или фунты-силы, сначала переведите единицы; с этим может помочь Конвертер единиц измерения.

Часто задаваемые вопросы

Какая формула плотности?
Плотность равна массе, делённой на объём: ρ = m/V. Выраженная иначе, масса равна плотности, умноженной на объём, а объём равен массе, делённой на плотность. Держите единицы согласованными: граммы с миллилитрами дают г/мл, а килограммы с кубическими метрами — кг/м³.
Какая плотность у воды?
Чистая вода имеет плотность 0,9982 г/мл (998,2 кг/м³) при 20 °C и достигает максимума около 0,99997 г/мл вблизи 4 °C. Поскольку она так близка к 1 г/мл, многие быстрые расчёты принимают 1 мл воды за 1 г. Для грубых прикидок это годится, для точных измерений — нет.
Как узнать, тонет предмет или будет плавать?
Сравните плотности. Предмет менее плотный, чем жидкость, плавает, и доля его объёма ниже поверхности равна отношению двух плотностей; предмет плотнее жидкости тонет. Калькулятор делает это для воды, морской воды, этанола, глицерина, ртути или жидкости по вашему выбору.
Как перевести г/см³ в кг/м³?
Умножьте на 1 000: 2,70 г/см³ равно 2700 кг/м³. В обратную сторону делите на 1 000. Тот же коэффициент переводит г/мл в кг/м³ и кг/л в г/л.
В чём разница между плотностью и удельной плотностью?
Плотность имеет единицы (г/мл, кг/м³), а удельная плотность — это отношение плотности вещества к плотности воды, поэтому она безразмерна. В метрической системе в г/мл эти величины численно почти совпадают, поэтому удельную плотность указывают для жидкостей, например мочи, электролита аккумулятора или виноградного сусла.
Почему моя измеренная плотность отличается от табличного значения?
Справочные значения относятся к чистым веществам при указанной температуре. Реальные образцы содержат примеси или пустоты, а измерение объёма вытеснением или линейкой тоже имеет свою погрешность. Процентная ошибка относительно табличного значения показывает размер расхождения; для этого используйте Калькулятор процентной ошибки.

Похожие инструменты

Ещё в разделе «Калькуляторы для естественных наук и лаборатории»