Изменение давления мало влияет на объем твердых тел и жидкостей, или же заметно не влияет вообще. Увеличение температуры, однако, приводит к расширению большинства твердых тел и жидкостей. Если объем вещества увеличивается, то плотность этого вещества уменьшается, посколь­ку его масса остается неизменной. Расширение твердых тел обычно очень мало, и им, как правило, пренебре­гают. Вместе с тем расширение жид­костей с увеличением температуры бо­лее заметно, и изменение плотности может быть обнаружено. Фактически конвекционные движения в жидкостях  и  газах  являются  прямым следствием изменений плотности при изменении температуры.

Определение плотности жидкости

Определите массу m₁чистого сухого сосуда при помощи весов, как показано на рисунке 2.6. Наполните измерительный цилиндр, пипетку или бюретку жидкостью, которую вы исследуете, и налейте ее (например, объемом 50 или 100 см³) в сосуд. Используя весы, определите массу m сосуда и жидкости. Подсчитайте массу m жидкости: m  = m₂— m₁, а затем плотность жидкости по формуле:

Определение плотности твер­дых веществ правильной формы

Объем V бруска (рис. 2.3, а) может быть подсчитан по формуле V = lbh после прове­дения измерений длины l, ширины Ь и высоты h полуметровой линейкой. Объем V цилиндра (рис. 2.3, б) может быть подсчитан по форму­ле V = 1/4 пd²h (п = 3.14) путем измерения размеров диаметра d и высоты h при помощи штан­генциркуля. Объем V шара (рис. 2.3, в) может быть подсчитан по формуле V = 4/3 пr³  после определения микрометром размеров диамет­ра (r = d/2). Определите массу m тела каж­дой формы при помощи весов. На рисунке 2.4 приведены образцы весов, обычно имеющие­ся в физических лабораториях. Пружинные ве­сы, которые можно применять для определе­ния массы или веса объекта, будут исполь­зованы нами позже (см. с. 60).

В свою очередь плотность у для любого из приведенных объектов может быть вычис­лена по формуле Q = m/V и выражена в г-см. Переведение г-см в основные единицы СИ — кг-м  производится умножением на 1000.

Плотность определяется как масса в единице объема и обычно обозна­чается p (ро).

или m = pV и V= m/p. Показанный ниже «треугольник» может помочь вам вспомнить эту перестановку формулы. Накройте символ той величины, кото­рую вы хотите определить, и остав­шиеся две буквы покажут, как соче­таются символизируемые ими величи­ны, например: закройте V  и получи­те m/p.

Для определения плотности ве­щества массой т и объемом V эти величины должны быть вычислены как можно более точно. Определить массу вещества — будь то твердое, жидкое или газообразное его состояние — сравнительно нетрудно при использо­вании весов и, где это необходимо, подходящего контейнера.

Как может быть определена масса крышки стола? Можно оторвать крышку от стола и положить ее на весы, сняв показания, дающие массу в кг или г, но этот способ неразумен. Если объем V известен, а плотность р материала, из которого сделана крышка стола,определена по таблицам постоянных, то масса m может быть подсчитана из формулы m = рV. Предположим, что крышка стола сделана из твердого дерева плотностью р = 650 кг-м^-3. Тогда масса т крышки стола составит m =(0,0251)м3 x (650)кг-м^-3 = 16,9 кг. Этот метод очень удобен для определения массы множества объектов, выполненных из различных материалов, например тех изделий, которые понадобятся для постройки дома или квартиры.

Измерьте длину l, ширину b и толщину t крышки стола в вашей лаборатории (рис. 2.1). Для длин более 15 см достаточную точность даст метровая (или полуметровая) линейка, проградуированная в мм. Например, для крышки стола длиной l = 108,0 см и шириной Ь = 92,6 см метровая линейка дает точность около 0,1%, грубо — 1:1000. Площадь рабо­чей поверхности А крышки стола составляет А = lb. Таким образом, А = (108,0) см х (92,6) см, или А = (1,08) м х (0,926) м, от­сюда А = 10 000,8 см², или А= 1,000 08 м². Заметьте, что в результате определения пло­щади А получили ответ, содержащий шесть значащих цифр, что составляет точность в 0,001%, грубо — 1 : 1 000 000. Поскольку ис­ходные измерения для l и Ь дали точность 1 : 1000, то такая точность не соответствует действительности.  Ответ  для  А  должен  быть выражен как 10 000 см², или 1,000 м², т. е. до точности 1 : 1000. Это вычисление оставляет возможность для выбора, использовать ли нам см или м. Для вычисления площади А пред­ставляется, что использование метров (давать цифру 1,000 м) более предпочтительно.