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.
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
| Единица | Значение |
|---|---|
| g/mL | 2,70 |
| g/cm³ | 2,70 |
| kg/L | 2,70 |
| g/L | 2700 |
| mg/mL | 2700 |
| kg/m³ | 2700 |
| lb/ft³ | 169 |
| lb/in³ | 0,0975 |
| lb/gal (US) | 22,5 |
Справочные плотности
| Материал | г/мл (г/см³) | кг/м³ |
|---|---|---|
| Воздух (сухой) | 0,001204 | 1,204 |
| Этанол | 0,7893 | 789,3 |
| Лёд (0 °C) | 0,917 | 917 |
| Вода (20 °C) | 0,9982 | 998,2 |
| Морская вода | 1,025 | 1025 |
| Глицерин | 1,261 | 1261 |
| Алюминий | 2,7 | 2700 |
| Железо | 7,87 | 7870 |
| Медь | 8,96 | 8960 |
| Серебро | 10,5 | 10500 |
| Свинец | 11,3 | 11300 |
| Ртуть | 13,55 | 13550 |
| Золото | 19,3 | 19300 |
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. Выберите неизвестную величину. Плотность, массу или объём.
- 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. 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. 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.