密度（Density）是物理學(xué)中的一個(gè)基本概念，是一個(gè)較為普遍的概念，常見的物理量有質(zhì)量密度、電荷密度、能流密度等。絕大多數(shù)情況下密度默認(rèn)指的是質(zhì)量密度，指物質(zhì)的質(zhì)量與其體積之比，即單位體積內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為ρ= m/V，其中ρ(讀作“rou”)表示密度，m表示質(zhì)量，V表示體積。固有屬性?：密度是物質(zhì)的一種固有屬性，不同物質(zhì)通常具有不同的密度。例如，水的密度約為1×103kg/m3，而鐵的密度約為7.87×103kg/m3。????與狀態(tài)和溫度相關(guān)?：同種物質(zhì)在不同狀態(tài)（如固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)）或不同溫度下，密度可能不同。例如，冰的密度小于液態(tài)水的密度。????獨(dú)立性?：密度與物質(zhì)的質(zhì)量、體積、形狀無關(guān)，僅取決于物質(zhì)本身的特性。???密度的單位?：密度的國際單位是千克每立方米（kg/m3），常用單位還有克每立方厘米（g/cm3），兩者換算關(guān)系為1g/cm3=103kg/m3 。??
計(jì)算公式：ρ=m/V
單位：g/cm3 或 kg/m3
符號：ρ
密度的影響因素
溫度變化：隨著溫度的升高，金屬材料通常會膨脹，導(dǎo)致密度降低。 相反，溫度降低時(shí)，材料收縮，密度會增加。合金元素：合金中不同元素的加入會改變材料的密度。 例如，不銹鋼中加入鎳和鉻，其密度會略高于純鐵。加工工藝：鑄造、鍛造、擠壓等不同的加工工藝也會導(dǎo)致材料密度有所差異。
常用金屬材料密度
鋼鐵（Steel）鐵是地球上最常見的金屬之一，也是工業(yè)化生產(chǎn)中最重要的原材料之一。它的密度高、強(qiáng)度大，耐腐蝕性也較強(qiáng)，因此廣泛用于制造建筑、汽車、機(jī)器等各種設(shè)備和器具。純鐵：7.87 g/cm3、碳鋼：7.85g/cm3、不銹鋼：7.93g/cm3。
鋁（Aluminum）鋁是一種輕質(zhì)金屬，具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和反射性能，同時(shí)也具有較高的韌性和可加工性，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、建筑等領(lǐng)域。純鋁：2.70g/cm3、鋁合金：2.60 - 2.85g/cm3。
銅（Copper）銅是一種優(yōu)良的導(dǎo)電金屬，也具有良好的加工性和耐腐蝕性能，在電子、通訊、建筑等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。紅銅（純銅）：8.96g/cm3、黃銅（銅鋅合金）：8.40 - 8.70g/cm3、青銅（銅錫合金）：8.50 - 8.80g/cm3。
鈦（Titanium）鈦具有十分優(yōu)異的性能，因而得到了廣泛應(yīng)用。其應(yīng)用領(lǐng)域主要有：航空航天、艦船制造、化工石化、交通運(yùn)輸、兵器、海洋、電力、建筑、冶金、醫(yī)療、運(yùn)動(dòng)器械、生活用品和輕工業(yè)等。純鈦：4.51g/cm3、鈦合金：4.40 - 4.85g/cm3。
鎂（Magnesium）鎂是一種輕質(zhì)金屬，密度低、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性能好，在航空航天、汽車、電子等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。純鎂：1.74g/cm3、鎂合金：1.73 - 1.85g/cm3。
鋅（Zinc）鋅是一種藍(lán)白色金屬，具有良好的防腐和耐蝕性能，廣泛用于電池、合金、涂料等領(lǐng)域。純鋅：7.14g/cm3、鋅合金：6.80 - 7.20g/cm3。
鉛（Lead）鉛是一種耐蝕的重有色金屬材料，鉛具有熔點(diǎn)低、耐蝕性高、X射線和γ射線等不易穿透、塑性好等優(yōu)點(diǎn)，常被加工成板材和管材，廣泛用于化工、電纜、蓄電池和放射性防護(hù)等工業(yè)部門。純鉛：11.34g/cm3。
銀（Silver）銀是一種優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱金屬，被廣泛應(yīng)用于電子、通訊、光學(xué)等領(lǐng)域。純銀：10.49g/cm3。
金（Gold）金是一種重量輕、顏色美麗的金屬，具有良好的導(dǎo)電、抗氧化性和化學(xué)穩(wěn)定性，在珠寶、電子器件等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。純金：19.32g/cm3。
鉻（Chromium）鉻是一種耐腐蝕金屬，廣泛用于防銹、合金、電鍍等領(lǐng)域。純鉻：7.15 g/cm3。
鉬（Molybdenum）鉬是一種高溫強(qiáng)度金屬，具有良好的抗腐蝕、耐磨性和高溫穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用于航空、機(jī)械等領(lǐng)域。純鉬：10.28g/cm3。
鎳（Nickel）鎳是一種具有高耐腐蝕性的金屬，廣泛應(yīng)用于化學(xué)、電子、航空等領(lǐng)域。純鎳：8.90g/cm3、鎳合金：8.40 - 9.00g/cm3。
鈷（Cobalt）鈷是生產(chǎn)耐熱合金、硬質(zhì)合金、防腐合金、磁性合金和各種鈷鹽的重要原料。鈷消費(fèi)中約70%是金屬態(tài)鈷，主要用于超級耐熱合金、工具鋼、硬質(zhì)合金、磁性材料等方面。純鈷：8.90g/cm3。
鉑（Platinum）鉑具有良好的高溫抗氧化性和化學(xué)穩(wěn)定性，易加工成形。鉑主要應(yīng)用于珠寶首飾、抗癌藥物、化工催化劑、鉑電極、耐腐蝕器皿和特種合金等。純鉑：21.45g/cm3。
擴(kuò)展知識：
在選擇金屬材料時(shí)，除了考慮密度，還應(yīng)考慮其強(qiáng)度、硬度、耐腐蝕性等物理和化學(xué)性能。在進(jìn)行材料重量計(jì)算時(shí)，可以使用密度公式：重量（g）=體積（cm3）× 密度（g/cm3）。在比較不同材料的密度時(shí)，務(wù)必確保比較的是在相同條件下的數(shù)據(jù)，以免產(chǎn)生誤導(dǎo)。
世界上密度最小的物質(zhì)前十名主要包括氣體、低密度液體和固體，按密度升序排列如下（這些物質(zhì)的密度值基于標(biāo)準(zhǔn)條件(氣體為0°C和1大氣壓)，實(shí)際密度可能因溫度和壓力變化而略有差異）:
1.氧氣(H?) : 密度約0.000089g/cm3，是密度最小的氣體。
2.氦氣(He): 密度約0.000178g/cm3，僅次于氫氣。
3.氖氣(Ne): 密度約0.0009 g/cm3，屬于稀有氣體。
4.氬氣(Ar) :密度約0.00178 g/cm3，常見于空氣中。
5.氣凝膠(如硅氣凝膠):密度可低至0.001 g/cm3，是已知密度最小的固體材料。
6.氪氣(Kr) :密度約0.00374g/cm3，稀有氣體。
7.氙氣(Xe):密度約0.00589 g/cm3，密度較高的稀有氣體。
8.液態(tài)氫 (H?):密度約0.07 g/cm3，低溫下呈液態(tài)。
9.松木: 密度約0.3-0.6 g/cm3，是常見低密度固體材料。
10.鋰(Li) :密度約0.534 g/cm3，是密度最小的金屬元素。
世界上高密度物質(zhì)前十名
1. 鋨（密度：22.59 g/cm3）
鋨，這種密度高達(dá)22.59的物質(zhì)，在科學(xué)領(lǐng)域中占據(jù)著舉足輕重的地位。其高密度特性使得它成為了制造硬度極高合金的理想選擇，同時(shí)也在眾多精密儀器中發(fā)揮著不可或缺的作用。鋨的存在，不僅彰顯了自然界的神奇與奧妙，更為人類的科技進(jìn)步貢獻(xiàn)了一份力量。鋨，作為鉑族金屬的一員，其元素符號為Os。在化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)中，鋨的出場率相對較低，因此許多人對它感到陌生。然而，這并不妨礙它成為密度最大的金屬這一事實(shí)的閃耀。鋨通常從鋨銥礦中提取，其獨(dú)特的物理性質(zhì)使得它成為制造高硬度合金的理想選擇。
2. 銥（密度：22.56 g/cm3）
銥，同樣作為鉑族金屬的一員，其密度為22.56，在金屬中位列前茅。這種稀有金屬的獨(dú)特性質(zhì)，使其在高科技領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。銥的提取主要來源于鋨銥礦，其高密度和穩(wěn)定性為制造特殊合金提供了可能。銥的元素名源自拉丁文，意為“彩虹”，象征著其絢麗多彩的屬性。在1803年，英國化學(xué)家坦南特與法國化學(xué)家德斯科蒂，在共同研究用王水溶解粗鉑的過程中，意外地從器皿底部的黑色粉末中首次分離出了鋨和銥。值得一提的是，銥在地殼中的含量極為稀少，僅為千萬分之一，這進(jìn)一步彰顯了其珍貴與獨(dú)特。
3. 鉑（密度：21.45 g/cm3）
鉑，這一在我們生活中并不陌生的金屬，無論是在化學(xué)學(xué)習(xí)的舞臺上，還是在日常生活的角落里，都扮演著重要的角色。相較于其他金屬，鉑以其柔軟的特性、出色的延展性、以及卓越的導(dǎo)熱和導(dǎo)電能力而著稱，被譽(yù)為最高貴的金屬之一。人類對鉑的利用歷史可以追溯到兩千多年前，充分展現(xiàn)了其在人類文明發(fā)展中的不可或缺的地位。
4. 錸（密度：21.04 g/cm3）
這一金屬元素，雖然在我們的日常生活中并不常見，但同樣擁有著獨(dú)特的性質(zhì)和廣泛的應(yīng)用。錸的密度高達(dá)21.04，這一特性使得它在某些高科技領(lǐng)域中發(fā)揮著不可或缺的作用。隨著人類對材料科學(xué)的不斷探索，錸的應(yīng)用前景也愈發(fā)廣闊。錸，以Re為其元素符號，呈現(xiàn)銀白色的重金屬色澤，極為稀有，在地殼中的平均含量僅為十億分之一。值得一提的是，錸還擁有著極高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，其化學(xué)特性與錳和锝頗為相似。
5. 镎（密度：20.45 g/cm3）
镎，這種銀白色的金屬元素，帶有放射性，因此具有一定的危險(xiǎn)性。在空氣中，它會逐漸氧化，但過程較為緩慢。值得注意的是，镎在自然界中極為稀少，幾乎難以找到。它主要存在于鈾礦中，且量極少，這主要是由于鈾衰變過程中產(chǎn)生的游蕩中子所導(dǎo)致。
6. 钚（密度：19.86 g/cm3）
钚，一種具有高密度的金屬元素，同樣帶有放射性，因此需謹(jǐn)慎處理。其密度高達(dá)19.86，遠(yuǎn)超許多常見金屬。在自然界中，钚也較為稀少，主要伴隨鈾礦出現(xiàn)，但含量甚微。钚，其元素符號為Pu，不僅是一種放射性元素，更是原子能工業(yè)不可或缺的原料。在核燃料和核武器的制造中，钚扮演著至關(guān)重要的角色，其裂變能力使得它成為這些領(lǐng)域的關(guān)鍵成分。值得一提的是，長崎市原子彈爆炸事件中，钚被用作內(nèi)核材料，充分展現(xiàn)了其強(qiáng)大的能量釋放能力。自1940年起，美國加州大學(xué)伯克利分校及勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室便開始了對钚的合成研究，為人類探索原子能領(lǐng)域奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
7. 鎢（密度：19.35 g/cm3）
鎢，一種具有高密度的金屬元素，在許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。其密度高達(dá)19.35，使得它成為了眾多工業(yè)應(yīng)用中的理想選擇。無論是作為合金添加劑，還是用于制造高溫材料，鎢都展現(xiàn)出了其出色的物理和化學(xué)性質(zhì)。鎢，這種金屬元素，以其鋼灰色或銀白色的外觀、高硬度和高熔點(diǎn)而聞名。在常溫環(huán)境下，它能夠抵御空氣的侵蝕，展現(xiàn)出穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)。鎢在工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，例如制造燈絲、高速切削合金鋼以及超硬模具。同時(shí)，它還是光學(xué)儀器和化學(xué)儀器制造過程中不可或缺的材料。值得一提的是，中國在全球鎢儲藏量上占據(jù)領(lǐng)先地位。
8. 金（密度：19.32 g/cm3）這種珍貴的金屬元素，以其高密度和獨(dú)特的物理性質(zhì)而著稱。
在自然界中，金通常以單質(zhì)的形式存在，具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性。由于其美麗的色澤和耐久性，金在珠寶制造、電子工業(yè)以及投資領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。此外，金還是一種重要的戰(zhàn)略資源，對國家經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展具有重要意義。金，這種被廣泛喜愛的貴金屬，以其單質(zhì)形態(tài)，即我們常說的黃金，在人類歷史上一直扮演著重要角色。無論是作為貨幣、保值物，還是珠寶制造的原材料，黃金都備受推崇。在自然界中，黃金主要存在于巖石中的金塊或金粒、地下礦脈以及沖積層中，以其獨(dú)特的物理性質(zhì)和化學(xué)穩(wěn)定性，成為了人類社會不可或缺的寶貴資源。
9. 鋦（密度：19.26 g/cm3）
鋦，這種金屬元素，擁有19.26的密度，與黃金等貴金屬相提并論。盡管它在日常生活中的使用可能不如黃金廣泛，但鋦的獨(dú)特性質(zhì)仍使其在特定領(lǐng)域中占據(jù)一席之地。
鋦，這種金屬元素，不僅擁有19.26的高密度，還帶有一定的放射性，屬于人造元素范疇。它呈現(xiàn)出銀白色的金屬光澤，并具備良好的延展性。鋦元素是通過人工核反應(yīng)合成的，因此在日常生活中并不常見，但在放射化學(xué)實(shí)驗(yàn)以及特殊的同位素能源應(yīng)用中，卻發(fā)揮著不可或缺的作用。值得一提的是，鋦元素的發(fā)現(xiàn)者是美國加州大學(xué)伯克利分校的西博格教授及其團(tuán)隊(duì)，他們于1944年在伯克利實(shí)驗(yàn)室成功發(fā)現(xiàn)了這一元素。
10. 鈾（密度：18.95 g/cm3）
鈾，這種元素以18.95的密度，位列金屬元素密度排行榜的上游。在自然界中，鈾以多種同位素形式存在，其中以鈾-235和鈾-238最為常見。鈾元素在放射性和核技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，例如核燃料、核武器以及核醫(yī)學(xué)成像等。此外，它還與許多重要的工業(yè)過程密切相關(guān)，如金屬冶煉和化工生產(chǎn)等。然而，由于鈾的放射性特性，其處理和儲存需要特別謹(jǐn)慎，以確保環(huán)境和人類的安全。鈾是自然界中能夠找到的最重元素，其發(fā)現(xiàn)可追溯至1789年，由馬丁·海因里希·克拉普羅特首次發(fā)現(xiàn)。在核裂變現(xiàn)象被揭示之前，鈾的化合物曾被用于瓷器的著色，而隨著核技術(shù)的進(jìn)步，鈾逐漸成為核燃料的重要選擇。
