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从宏观和微观认识密度 江苏丰县顺河初级中学 孙敦福 刘庆贺 密度这个物理量很抽象，它究竟反映了物质的哪方面的特性？为什么我们有时说物质不变，密度不变；而有时候物质没变，密度却变了。大家在研究密度时往往从宏观的角度去认识，本文想从宏观和微观两个方面谈谈对密度的认识。 1．密度表示什么？ 任何物质都会从不同的方面表现出不同的性质。例如硬软、颜色、气味、可塑性等。密度是我们了解到的物质的又一性质。那么，密度所反映的是物质的哪一方面的特性呢？我们知道，铁和木头有很多的不同点，其中：若取同样体积的铁和木头称一称，其质量的大小不一样；或者，称取相同质量的铁和木头，它们的体积大小不一样。铁和木头的不同点可以用它们的质量和体积的比值（m/V）来表示。物体的质量和体积的比值就是我们所说的密度。它反映了物质的一种固有性质，是物质的一种特性，这种性质表现为：在体积相同的情况下，不同物质具有的质量不同；或者在质量相等的情况下，不同物质的体积不同。从微观上看，它反映了组成物质的微粒（不单单是分子）之间的密集程度，这大概就是密度的由来。所以，密度是由物质本身决定的。 2．密度公式的意义 根据密度的定义，可以得到密度的计算公式为  ，这是否表示一种物质的质量越大，其密度越大（或一种物质的体积越大，其密度越小）？答案是否定的。我们知道密度是物质的一种特性，它表示同种物质的密度一般是相同的，如一块铁和把它分成一半后的铁相比较，组成物质的微粒之间的密集程度不会发生什么变化，因此它们的密度是一样的。所以我们说，某种物质的密度是由这种物质本身决定的，跟由这种物质构成的物体的质量和体积均无关。从这个意义上讲，是定义密度的公式，是测量密度大小的公式，而不是决定密度大小的公式。从这里，我们也可以看出物理公式与数学表达式的区别，即物理公式中每个符号都代表着相应的物理量，其大小要受相应的物理量制约，不可以像数学符号那样随意改变。（相似的公式还有：匀速直线运动的速度公式── ，燃料的热值公式── ，物质的比热容公式── ）。其实，我们也可以从另外一个角度来认识“一块铁和半块铁”的密度问题。一块铁把它分成一半以后，质量当然变成原来的一半，同时，体积也变成原来的一半。则质量与体积的比值仍然与原来相等，即密度不变。3．物质密度和外界条件的关系 我们通常说各种物质都有各自一定的密度，不能认为物质的密度一定是不变的，要看不同的情况。 物体通常有热胀冷缩的性质，即温度升高时，体积变大；温度降低时，体积变小。而质量是与温度无关的，由公式 看出，温度升高时，物质的密度变小；温度降低时，密度变大。从微观考虑，物体温度升高时，分子间距离变大，分子间的密集程度变小，物质的密度就要变小。反之，温度降低时，分子间距离变小，分子间的密集程度变大，物质的密度就要变大。对于气体，它的密度还跟压强有关系。一定质量的气体，压强变大时，体积要缩小，根据公式 ，气体密度通常变大；压强变小时，体积要变大，密度就要变小。从微观考虑，气体的压强变大时，气体分子间的距离就要缩小，即分子间的密集程度变大，所以气体密度变大；反之，压强变小时，气体分子间的距离就要变大，即分子间的密集程度变小，气体密度就要变小。再如，水变成固态的冰，物态变了而物质没有变，物质没有变但密度变了（冰的密度小于水），这说明水的密度与物态有关。 总之，物质的密度变还是不变要根据具体情况分析。有人认为，既然密度是物质的性质，同种物质就该有相同的性质，因而某种物质的密度一定是不变的，这是一种误解。应该这样认为：同种物质在相同的条件下（如温度、压强、物态）密度是相同的，与物质的质量和体积的大小无关。 4．利用密度鉴别物质种类 一般来说，不同的物质密度是不同的。因此，密度的大小可以作为鉴别物质的依据。但也有些不同的物质它们的密度非常的相似或相等，例如酒精和油是两种不同的物质，但它们的密度就有可能相等；再如铝和大理石的密度就非常的相近，因此，密度的大小可以作为鉴别物质的依据之一，但不是惟一的依据。不能认为密度相同的物质就是同一物质。 (责任编辑：admin) |