什麼是密度？概念、特徵、範例

我們解釋密度是什麼以及它的一些特徵。我們也會介紹其他類型的密度。

氣體的密度比液體和固體都低。

什麼是密度？

「密度」一詞源自於物理學和化學領域，指的是物質（或物體）的質量與其體積之間的關係。它是物質的固有屬性，因為它不取決於物質的量。

密度通常以公斤每立方公尺 (kg/m³ )或克每立方公分 (g/cm³ )表示，它會隨著壓力和溫度的變化而發生或多或少的變化，也會隨著狀態的變化而變化。

由於粒子間的內聚力較弱，氣體的密度通常比液體低，液體的密度又比固體低。

物質的密度常常與希臘哲學家阿基米德的故事聯繫在一起，他受命確定國王的王冠是用純金鍛造的，還是用與其他金屬的合金製成的。

在浸浴實驗中，阿基米德意識到，他可以通過將金冠浸入水中並測量液體的排氣量來計算金冠的體積，而無需將其熔化或打破；並且通過了解黃金的密度（這是一個常數），他可以稱量金冠的重量，並（使用公式）確定它是純金還是合金（黃金與其他金屬混合時密度會發生變化）。

雖然也有例外，但一般來說，密度會隨著溫度的升高而降低。

密度可以用多種方式定義：

• 密度或絕對密度：它是物質（無論是固體、液體或氣體）的質量與體積之比。它用希臘字母 ρ（rho）表示：

其中 m 為物質的質量，V 為其體積。

• 相對密度：是指一種物質的密度與另一種物質的密度之比。

其中 𝞺 （物質 X）是物質X的密度，𝞺 （物質 Y）是物質Y的密度， X的相對密度是相對於物質Y 計算的。

• 表觀密度：這適用於多孔材料，其孔隙中可能含有空氣或其他物質。表觀密度的計算方法與密度類似，但需要加上孔隙中空氣
  的質量。此外，還需要增加物質的體積，以補償孔隙填充物質所佔據的體積。水的密度為 1 g/cm³ ，鉛的密度為 11.35 g/cm³ 。這兩個例子說明了不同材料的密度差異可能非常顯著。

另見：比重

其他類型的密度

骨密度低會引發骨質疏鬆症。

• 人口密度：是一個人口統計概念，指的是每平方公里的居民數量。中國和印度是人口密度極高的國家，而北歐國家和大洋洲的人口密度則較低。人口密度高的地區往往伴隨著住房短缺、空氣污染和公共基礎設施不足等問題

• 光密度：這是一個物理參數，表示光學元件在給定波長下單位距離的吸收率。此數據用於評估細胞組成、不同物質產生的煙霧品質、雷射功率、過濾器等。

• 電流密度：是指流過導體的電流強度與其橫截面積之比。

• 磁通密度：又稱“磁感應強度”，是指垂直於磁通方向的單位面積上的磁通量。

• 骨礦物質密度：在醫學領域，此指標指的是單位面積內的礦物質含量。通常以克/平方公分 (g/cm²) 為單位，並針對特定骨骼（例如股骨或腰椎）進行專門測定。骨礦物質密度低會導致骨質疏鬆症，這是一種骨骼中礦物質（主要是鈣）含量極低的疾病，導致骨骼過於多孔，因此變得脆弱易碎，從而增加骨折的風險。

20°C 時某些化合物和元素的密度範例

• 鎂 (Mg) 含量： 1.738 g/cm³

• 鈣（Ca）： 1.54g/cm³

• 鐵（Fe）： 7.874g/cm³

• 鉬 (Mo)： 10.22g/cm³

• 銀（Ag）： 10.5g/cm³

• 黃金（Au）： 19.3g/cm³

• 水(H₂O)： 1g/cm³

• 油含量：0.92 g/cm³

• 空氣： 1.225 x 10 ^-3 g/cm³