Gęstość płynów i ciał stałych

Chcąc wyznaczyć gęstość ρ płynu lub ciała stałego w dowolnym jego punkcie, musimy wydzielić pewną jego porcję o objętości ΔV  w otoczeniu tego punktu oraz zmierzyć masę Δm  tej porcji zawierającą się w jej objętości:

$$\rho = \frac{\Delta \hspace{.02 cm} m}{\Delta \hspace{.02 cm} V}$$

Powyższy wzór jest słuszny dla substancji niejednorodnych, czyli takich, których gęstość mierzona w różnych jej punktach przyjmuje różne wartości. W przypadku tego rodzaju substancji pomiary gęstości wykonane dla kilku punktów są podstawą do wyznaczenia gęstości średniej takiej substancji.

Gęstość substancji jednorodnych

W przypadku substancji jednorodnych gęstość ρ nie zależy od wyboru punktu, dla którego dokonujemy pomiaru. Gęstość tych substancji przyjmuje stałą wartość w całym ich obszarze, dlatego też do obliczenia ich gęstości używamy poniższego wzoru:

$$\rho = \frac{m}{V}$$

Gęstość – jednostka

Gęstość jest wielkością skalarną, której jednostką w układzie SI jest kilogram na metr sześcienny – kg/m³. Bardzo często, zwłaszcza w zadaniach, gęstość substancji wyrażana jest w gramach na centymetr sześcienny – g/cm³. Pomiędzy tymi jednostkami zachodzi następująca zależność:

$$1 \hspace{.05 cm} \tfrac{\textrm{g}}{\textrm{cm}^3} = 1000 \hspace{.05 cm} \tfrac{\textrm{kg}}{\textrm{m}^3}$$

Należy wspomnieć, że gęstość większości substancji jest uzależniona od panujących warunków atmosferycznych, w szczególności od temperatury i ciśnienia. Podając wartość gęstości dowolnej substancji powinniśmy zaznaczyć, w jakich warunkach odbywał się jej pomiar (zobacz poniższa tabela).