密度是物理性質還是化學性質

物理性質

密度是物理性質還是化學性質1

密度變化規律

一般來說，不論什麼物質，也不管它處於什麼狀態，隨着溫度、壓力的變化，體積或密度也會發生相應的變化。聯繫溫度T、壓力F和密度ρ（或體積）三個物理量的關係式稱爲狀態方程。氣體的體積隨它受到的壓力和所處的溫度而有顯著的變化。式中R爲氣體常數，等於287、14米2（秒2*開）。如果它的溫度不變，則密度同壓力成正比; 如果它的壓力不變，則密度同溫度成反比。對一般氣體，如果密度不大，溫度離液化點又較遠，則其體積隨壓力的變化接近理想氣體；對於髙密度的氣體，還應適當修正上述狀態方程。

固態或液態物質的密度，在溫度和壓力變化時，只發生很小的變化。例如在0℃附近，各種金屬的溫度係數（溫度升高1℃時，物體體積的變化率）大多在10-9左右。

p0是一個大氣壓下水的密度。若n和B取作7和3000大氣壓，則一直到105大氣壓，上述公式和實測數據的誤差都在百分之幾的範圍內。

就整個自然界而言，特大的壓力會使某些天體中物質的密度與常見密度相差懸殊。

密度與生活

人體的密度僅有1、02 g/cm，只比水的密度多出一些。汽油的密度比水小，所以在路上看到的油漬，都會浮在水面上。海水的密度大於水，所以人體在海水中比較容易浮起來。（死海海水密度達到1、3g/cm，大於人體密度，所以人可以在死海中漂浮起來。）

應用

科學上

1、鑑別組成物體的材料。

密度是物質的特性之一，每種物質都有一定的密度，不同物質的密度一般是不同。因此我們可以利用密度來鑑別物質。其辦法是測定待測物質的密度，把測得的密度和密度表中各種物質的密度進行比較，就可以鑑別物體是什麼物質做成的`。

2、計算物體中所含各種物質的成分。

3、計算很難稱量的物體的質量或形狀比較複雜的物體的體積。

根據密度公式的變形式：m=Vρ或 V=m/ρ，可以計算出物體的質量和體積，特別是一些質量和體積不便直接測量的問題，如計算不規則形狀物體的體積、紀念碑的質量等。

4、判定物體是實心還是空心。

判定物體是空心的還是實心的，一般有以下三種方法 ：

（1）根據公式，求出其密度 ，再與該物質密度ρ比較，若 ＜ρ，則爲空心，若 =ρ，爲實心。

（2）已知質量，由公式，

求出V ，再與V物比較，若V物＞V ，則爲空心，若V=V物，則該物體爲實心。

（3） 把物體當作實心物體對待，利用，求出體積爲v的實心物體的質量， 然後將m 與物體實際質量m物比較，若m＞m物時，則該物體爲空心，若m=m物，則該物體爲實心。

5、計算液體內部壓強以及浮力等。（密度也可以計算柱體壓強）

6、鑑別未知物質

“氬”就是通過計算未知氣體的密度發現的。經多次實驗後又經光譜分析，確認空氣中含有一種以前

不知道的新氣體，把它命名爲氬。

農業上

對於密度是一個重要的依據。在農業上可用來判斷土壤的肥力，含腐殖質多的土壤肥沃，其密度一般爲2、3×10千克/米。我們在選種時可根據種子在水中的沉、浮情況進行選種：飽滿健壯的種子因密度大而下沉；癟殼和其他雜草種子由於密度小而浮在水面。在工業生產上如澱粉的生產以土豆爲原料，一般來說含澱粉多的土豆密度較大，故通過測定土豆的密度可估計澱粉的產量。

工業上

工廠在鑄造金屬物之前，需估計熔化多少金屬，可根據模子的容積和金屬的密度算出需要的金屬量。

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密度的應用有：

1、鑑別組成物體的材料。測定待測物質的密度，把測得的密度和密度表中各種物質密度進行比較，就可以鑑別物體是什麼物質做成的。

2、計算物體中所含各種物質的成分。

3、計算很難稱量的物體的質量或形狀比較複雜的物體的體積。

4、判定物體是實心還是空心。

5、計算液體內部壓強以及浮力等。

6、鑑別未知物質。

密度的用途

密度反映了物質本身的一種特性，它因此可以受到外界因素的影響。一般來講，影響物質密度的主要物理量爲壓強和溫度。

氣體密度受壓強和溫度的影響比較明顯，通常氣體只給出標準狀況下或者常溫常壓下的密度，其他狀況下的密度可以通過氣體的狀態方程計算。

液體的密度主要取決於液體的.組分，受溫度的影響比較小。很高的壓強也會產生明顯影響。 固體的密度受溫度和壓強影響而變化的特性類似於液體，且一般更不明顯。此外，還有其他可能影響物質密度的物理因素，比如磁場、電場等。

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水 超臨界 物理化學

如今超臨界水因具備奇特性質，而被許多領域作爲反應介質和溶劑來使用。同時在超臨界的狀態下，控制溫度、壓力以及操縱化學反應環境就能夠加強反應物與產物溶解度，提升化學反應的轉化率及反應速率，也不會產生二次污染。因此在這種情形下，探究超臨界水所具備的物理化學性質具有現實意義

一、超臨界水的特徵

當所處環境的溫度與壓力到了一定值（374、30C、22、05MPa），高溫造成水的密度膨脹與高壓造成水蒸氣被壓縮的密度剛好相同時的水。對於超臨界水而言，水的氣體與液體沒什麼確保，兩者完全交融到一起，形成一種新的處於高壓高溫狀體流體。對於這種流體主要有如下幾個方面的特徵

1、具備較強氧化能力，有一些物質還能夠進行自然並在水中產生火焰。

2、這種流體能夠和油等各種物質混合，具備廣泛溶解能力。

3、超臨界水能夠和氮氣、氧氣等各種氣體按照任意比例進行混合，併產生單一相。

二、超臨界水物理化學性質

流體在氣體――液體相圖上共存曲線終點即爲臨界點，其標誌位固定不變的壓力與溫度點，在這個點上液相和氣相間差別恰好消失，形成了一均相體系。水的臨界壓力爲22、05MPa，臨界溫度爲374、30C。一旦溫度與壓力超過了臨界點，就視爲了超臨界水，形成了介於液體與氣體之間特殊狀態。

1、密度

當處於超臨界環境下，對多控制溫度、壓力進行改變，讓其在液態和氣態之間的臨界點變化，自然水的密度也就隨之在液態水與低壓水蒸氣密度間進場變化，研究發現臨界點密度是0、326g/cm3，當水的密度比較接近0、1g/cm3時就會發生超臨界水氧化。

2、粘度

在液體中數以千計的分子不斷的碰撞而傳遞着能量，主要形式有：（1）自由平動之時產生碰撞傳遞能量；（2）每一個分子和周圍分子進行頻繁碰撞時傳遞動量。就是這兩種效應大小存在差異，致使不同區域中粘度大小與變化存在差異。在正常情況下，液體粘度一般是隨着溫度升高隨之而降低，而氣體粘度且是隨着溫度升高隨之而增大。超臨界水就成爲了高流動性的性質，隨着溫度壓力變化水粘度變化、

3、熱導率

一般情況下，液體的熱導率會隨着溫度升高而隨之降低，常溫常壓情況下水熱導率是0、598W/（m、k），當處於臨界之時水的熱導率大約爲0、418W/（m、K），變化不太大。熱導率和動力粘度兩者具備相似函數形式，溫度變化影響比較顯著，但是熱導率發散特徵要強一些，但是缺少局部的最小值。

4、擴散係數

超臨界水擴散係數比熱蒸汽小，比常態水大。常態水（250C，0、1MPa）擴散係數爲7、74×10-6cm2、s-1，過熱蒸汽（4500C，1、35MPa）擴散係數爲1、79×10-6cm2、s-1，，超臨界水（250C，27、0MPa）擴散係數是7、67×10-6cm2、s-1，。事實上在高溫高壓下采用試驗方法極難測定出水的擴散係數，就可以應用Einstern法不斷的統計獲取。

當水的.密度（β>0、9g/壓下，水的擴散係數不但和粘度有關係，還和密度有關。對於高密度水，其擴散係數隨着溫度增加而降低，隨着壓力增加而升高；但是對於低密度水，其擴散係數隨着溫度增加而升高，隨着壓力增加而降低。而且處於超臨界區中，擴撒係數還有最小值。

5、介電常數

介電常數會隨着密度增發而升高，隨着壓力升高而升高，隨着溫度增發而降低。ε（P）T與ε（T）P變化呈現單調性，但處於臨界區時偏微分呈現指數增加，但是到了臨界點卻趨向無窮。

6、氫鍵

事實上水中有許多性質都源自於分子間氫鍵鍵合性質確定的。但是瞭解超臨界水的特性與結構不夠，必然不能認識超臨界水的氫鍵。應用計算機模擬水結構能夠得到氫鍵變化信息，變化的溫度能夠快速降低氫鍵總數，還會破壞室溫下水的氧四方有序機構；但是在室溫環境下，壓力對氫鍵數量影響不大，稍微增加數量、降低氫鍵線性度。但是溫度處於臨界溫度，和亞臨界與超臨界相比顯著降低水中的氫鍵。飽和水蒸氣中所增加氫鍵和液相中減低氫鍵相等，液相中氫鍵大約佔據總量17%。一些專家應用IR光譜法研究高溫環境下，水的氫鍵數量與溫度關係，並且得出溫度t與氫鍵度X關係式