ПЛО́ТНОСТЬ

ПЛО́ТНОСТЬ, мас­са, при­хо­дя­щая­ся на еди­ни­цу объ­ё­ма од­но­род­но­го ве­ще­ст­ва. П. не­од­но­род­но­го ве­ще­ст­ва в не­ко­то­рой точ­ке оп­ре­де­ля­ет­ся как П. вы­де­лен­но­го в ок­ре­ст­но­сти этой точ­ки не­боль­шо­го объ­ё­ма, в пре­де­лах ко­то­ро­го ве­ще­ст­во мож­но счи­тать од­но­род­ным. Ис­поль­зу­ет­ся так­же по­ня­тие сред­ней П. не­од­но­род­но­го те­ла, ко­то­рая оп­ре­де­ля­ет­ся как от­но­ше­ние мас­сы m те­ла к его объ­ё­му V: ρ=m/V. П. в СИ из­ме­ря­ет­ся в кг/м³, в сис­те­ме СГС – в г/см³.

П. ве­ществ из­ме­ня­ет­ся в очень ши­ро­ком диа­па­зо­не. П. не­ко­то­рых кон­ден­си­ров. ве­ществ при темп-ре 20 °С и ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии со­став­ля­ет: во­ды – 10³ кг/м³, алю­ми­ния – 2,7·10³ кг/м³, же­ле­за – 7,9·10³ кг/м³, рту­ти – 13,5·10³ кг/м³, зо­ло­та – 19,3·10³ кг/м³, ос­мия – 22,6·10³ кг/м³. П. га­зов очень силь­но за­ви­сит от темп-ры и дав­ле­ния. П. раз­ре­жен­но­го га­за мо­жет быть рас­счи­та­на с по­мо­щью урав­не­ния со­стоя­ния иде­аль­но­го га­за: ρ=pM/RT, где M – мо­ляр­ная мас­са, p – дав­ле­ние, R – уни­вер­саль­ная га­зо­вая по­сто­ян­ная, T – аб­со­лют­ная темп-ра. П. су­хо­го воз­ду­ха при нор­маль­ных ус­ло­ви­ях рав­на 1,29 кг/м³. Наи­боль­шие зна­че­ния П., встре­чаю­щие­ся в при­ро­де, име­ют по­ря­док 10¹⁷–10¹⁸ кг/м³ (П. ядер­ной ма­те­рии, ней­трон­ных звёзд). Са­мую низ­кую плот­ность име­ет меж­звёзд­ная сре­да: П. да­же дос­та­точ­но плот­ных её об­лас­тей со­став­ля­ет 10^–17–10^–8 кг/м³.

П. ве­ще­ст­ва, как пра­ви­ло, умень­ша­ет­ся с рос­том темп-ры и уве­ли­чи­ва­ет­ся с по­вы­ше­ни­ем дав­ле­ния. При пе­ре­хо­дах ве­ще­ст­ва из од­но­го аг­ре­гат­но­го со­стоя­ния в дру­гое П. из­ме­ня­ет­ся скач­ко­об­раз­но: рез­ко умень­ша­ет­ся при пе­ре­хо­де ве­ще­ст­ва в га­зо­об­раз­ное со­стоя­ние и, как пра­ви­ло, уве­ли­чи­ва­ет­ся при его за­твер­де­ва­нии. Так, пе­ре­ход во­ды в га­зо­об­раз­ное со­стоя­ние (пар) в про­цес­се ки­пе­ния при ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии со­про­во­ж­да­ет­ся умень­ше­ни­ем её П. в 1720 раз. П. боль­шин­ст­ва жид­ко­стей при за­твер­де­ва­нии не­зна­чи­тель­но уве­ли­чи­ва­ет­ся, но во­да от­ли­ча­ет­ся ано­маль­ным по­ве­де­ни­ем: плот­ность льда мень­ше плот­но­сти во­ды при­мер­но на 9%.

П. ве­ществ иг­ра­ют су­ще­ст­вен­ную роль в ши­ро­ком кру­ге разл. фи­зич. яв­ле­ний: напр., П. оп­ре­де­ля­ет ус­ло­вие пла­ва­ния тел в жид­ко­сти или га­зе, на­ря­ду с уп­ру­ги­ми свой­ст­ва­ми ве­ще­ст­ва, оп­ре­де­ля­ет ско­рость зву­ка в нём.

П. жид­ко­стей и твёр­дых тел на­хо­дят как пу­тём точ­но­го оп­ре­де­ле­ния мас­сы те­ла и его объ­ё­ма, так и с по­мо­щью спец. при­бо­ров – плот­но­ме­ров. Од­ним из наи­бо­лее рас­про­стра­нён­ных плот­но­ме­ров яв­ля­ет­ся арео­метр – при­бор для оп­ре­де­ле­ния П. жид­ко­стей и кон­тро­ля их со­ста­ва.