Відомо, що маса тіла залежить не тільки від його розмірів, але і від речовини, з якого це тіло складається. Наприклад, якщо виготовити циліндр точно таких же розмірів з алюмінію, то його маса буде меншою за масу еталона.
І навпаки, можна знайти тіла однакової маси, але це зовсім не означатиме, що їх обсяги будуть рівні.
Це пояснюється тим, що різні речовини мають різну щільність. Тобто, в більш щільному тілі, в одиниці об'єму знаходиться більше частинок, ніж в тому ж обсязі менш щільного тіла.
Щільність дозволяє дізнатися, чому дорівнює маса даної речовини об'ємом в один кубічний метр. Наприклад, 1 м3 чавуну має масу 7 т (тобто, 7 000 кг). А 1 м3 деревини дуба має масу 7 ц (тобто, 700 кг).
Розглянемо простий приклад. Брила льоду має масу 1800 кг, а її обсяг становить 2 м3. Чи можна, виходячи з цих даних, знайти щільність льоду? Отже, щільність - це фізична величина, що дорівнює відношенню маси тіла до його об'єму. Щільність позначається грецькою буквою ρ (ро).
Так як маса в системі СІ вимірюється в кг, а обсяг - в м3, одиницею виміру щільності в системі СІ є кілограм на метр кубічний.
[Ρ] = [кг / м3]
Іноді використовують і інші одиниці виміру - це грам на сантиметр кубічний (г / см3). Виникає питання, як перевести кг / м3 в г / см3. Відомо, що в одному метрі сто сантиметрів. Це не означає, що кубічний метр дорівнює ста кубічним сантиметрам. З математики відомо, як знайти об'єм куба або прямокутного паралелепіпеда: необхідно довжину помножити на ширину і помножити на висоту. Тобто, обсяг нашого куба ребром в 1 м буде дорівнює одному кубічному метру. А тепер, замінимо метри на сантиметри: таким чином, виходить куб розміром сто на сто на сто сантиметрів. Якщо визначити обсяг цього куба, то вийде мільйон кубічних сантиметрів. Отже, один кубічний сантиметр в мільйон разів менше кубічного метра. Але кілограм в тисячу разів більше грама. Таким чином, один грам на сантиметр кубічний дорівнює тисячі кілограмів на метр кубічний.
Необхідно відзначити, що щільність одного і того ж речовини в різних агрегатних станах різна.
Наприклад, щільність ртуті в твердому стані становить 14 200 кг / м3, а в рідкому - 13 600 кг / м3. А ось щільність парів ртуті не перевищує 20 мг / м3.
Отже, в твердому стані речовини найбільш щільні, при переході в рідкий стан їх щільність зменшується, ну а при переході в газоподібний стан щільність зменшується в сотні і тисячі разів.
Виняток з цього правила - це вода. Щільність льоду дорівнює 900 кг / м3. Щільність води становить 1 000 кг / м3.
Це є однією з семи аномалій води.
Ознайомлення з аномаліями води відбувається на уроках хімії.
Наведемо ще один цікавий приклад: це щільність планет Сонячної системи. Це Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун. Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун називають планетами-гігантами. Дійсно, ці планети в сотні разів перевершують розміри Землі. Але ось їх щільність досить мала, тому що вони в основному складаються з водню і гелію, що знаходяться в газоподібному і рідкому стані. Наприклад, щільність Сатурна менше щільності води. Тому, якби існував досить великий океан, то Сатурн міг би в ньому плавати.
Інші чотири планети - Меркурій, Венера, Земля і Марс називаються планетами земної групи. Ці планети складаються з твердих речовин, тому, їх щільність в п'ять-шість разів перевищує щільність планет гігантів.
А тепер спробуйте пояснити наступний малюнок:
