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密度

 感通天下 2017-06-29

    人们为了从体积角度来认识物质,常常将物质质量与其拥有的体积进行比较,求出一定体积内存在的物质质量是多少。有了国际统一的质量单位和长度单位之后,在长度单位的基础上发展出统一的体积单位,于是人们就创造了国际统一的密度单位,既每立分厘米物质的克数,或者换算为每立分分米物质的千克数,或者每立方米物质的吨数。

    因为一定量的物质的体积温度和压力之间存在着密切的关系,体积与温度的变化成正比,与压力的变化成反比,所以物质的密度也是一个变化量。人们为了比较,就确定了一个相对固定的温度和压力条件,规定了最广泛存在的液态水在四摄氏度时,在大气常压下,一立方厘米的水的密度为一克。以此为标准,以此作为密度的单位,来度量其它物质的密度。这样比较的结果,铁元素的密度就是七,整个地球的密度就是五点五。空气的密度是零点零零一二九,科学家作出了较为精确的测定,制成了密度表。在科学研究和日常生产生活中作为应用数据。

    无论是物质的什么形态,都有密度,固体有,液体有,气体有,离子体如太阳与火也有。就太阳这类巨大天体而言,从表面到中心,可以说是密度越来越大,大到人们很难想像的境界。这是因为物质都有向心的引力,使内部中心的物质密度才达到了最大值。如果物质形态是椭球体,内部肯定有两处物质中心,密度也自然数一数二。

    因为密度是随温度和压力变化的,所以说是个变量。然而在通常情况下,我们又可将密度看成一个常量,因为对固体而言,受温度和压力的变化很小,通常情况下几乎可以忽略不计。

    密度表中的数据,都是指单纯的物质元素而言,都是指单一物质分子的物质而言,然而世界上这种纯之又纯的单纯物质是很少很少的。即使是贵金属如金银之类,也不可能提纯到万分之万。真正杂质少到千分之一,普通的测量仪器就很难测准确了。然而如果银子中掺的其它金属达到了百分之一不要说更多,人们就可以通过测量发现问题了。这种情况下,只要将所测物放在量杯中,到如水。取出物体,又量出留下的水体积。就可以算出物体的体积了,又可以用天平测出物质的质量。这样就可以算出质量与体积的比值密度来,就可以用标准的密度表来比较了。如果很接近,就说明杂质很少,如果有较大的差别,这种金子或者银子就必然是掺假过多了。

    掺杂使假的情况很大,检验密度的方法是了解真实情况的可靠方法之一。

    现代工程材料中,有许多是合金材料,不同种类不同比例的合金,组合在一起必然形成新的统一的密度。各种元素材料又有它们不同的密度,这样,人们可以通过数学方程的办法,分别计算出各种材料的掺入比例。知道了这种比例,也就知道了合金合成材料配比的秘密了。因为不同比例的合金合成材料有不同的耐高温耐高压的特性和其它一些特殊的性质,所以这种研究和破解的方法非常重要。许多科学家终生就是搞这一类非常单调又非常有意义的工作。才能创造出太空技术和国防科学需要的高科枝材料来。单纯的物质只存在于科学实验中和人们的想像中,杂合的状态才是物质存在的普遍形式。我们认识事物大多数情况下,其实就是认识具体的杂合的事物状态。这里的杂合指物理状态的混合、化学状态的化合与生命体中的各种物质的紧密结合。认识中密度是不可缺少的一个单位和钥匙。

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