密度計算機

密度（ρ、ギリシャ文字のロー）は、ある体積にどれだけの質量が詰まっているかを表す量で、ρ = m ÷ V（mは質量、Vは体積）として計算されます。密度は示強性の性質であり、試料の大きさに依存しません——ティースプーン一杯の金と金の延べ棒は、質量と体積が大きく異なっていても密度は同じです。密度のSI単位はキログラム毎立方メートル（kg/m³）ですが、化学や日常的な用途ではグラム毎立方センチメートル（g/cm³、数値上g/mLと同じ）もよく使われます。

ρ = m ÷ V であるため、この式は他の2つの有用な形に変形できます：質量 = 密度 × 体積、体積 = 質量 ÷ 密度。速さ・距離・時間の関係と同様に、これは三角形として視覚化できます——上にm、下にρとVを並べて置き、求めたい量を隠すと、残りの2つを掛けるべきか割るべきかが分かります。この計算機は、どの量を求めるかに応じて、まさにこの論理を適用しています。

比重（相対密度とも呼ばれる）は、ある物質の密度を基準物質（通常は4°Cの水）の密度で割った比率で、水の密度はほぼ正確に1,000 kg/m³（1 g/cm³）です。2つの密度の比であるため、比重には単位がありません——例えば比重2.7は、その物質が水の2.7倍の密度であることを意味します。水が基準に選ばれたのは、標準状態での密度がちょうど1,000 kg/m³というきりの良い値に非常に近いためです。

物体は、その平均密度が流体の密度より小さければ浮き、大きければ沈みます——これはアルキメデスの原理の直接の帰結で、浮いている、または沈んでいる物体は、その重さが物体に働く浮力に等しい体積の流体を押しのけるというものです。氷（約917 kg/m³）は水（約1,000 kg/m³）に浮きますが、これは同じ物質の固体でありながら密度が低いためです——固体が液体よりも密度が低い、比較的まれなケースの一つです。鋼鉄製の船が浮くのは、鋼鉄が水より密度が低いからではなく（実際には水の約8倍密度が高い）、中が空洞の船体が船全体としての平均密度を水より低くしているためです。

密度は物質によって大きく異なります。海面での空気は約1.2 kg/m³、水は約1,000 kg/m³、アルミニウムは約2,700 kg/m³、鋼鉄は約7,850 kg/m³、金は約19,300 kg/m³、そして天然に存在する元素の中で最も密度が高いオスミウムは約22,590 kg/m³です。密度は温度に依存し、気体や液体の場合は圧力にも依存します。ほとんどの物質は温まると膨張して密度が下がるため、密度の結果は、入力値が実際に測定された温度と圧力とあわせて初めて完全な意味を持ちます。