水の密度を求める3つの要素｜密度の公式と水以外の密度もご紹介！

物質の密度は、「質量÷体積」で求める事ができます。密度の定義は「単位体積あたりの質量」ですから、それに従えばおのずと導き出されます。 少し難しいという方は、物質が単位体積のブロックいくつぶんで、ブロック1つぶんの質量はどれだけかと考えると公式の意味をイメージしやすいでしょう。「100cm3の水の質量は100gだから、水の密度は1g/cm3」というように、具体的な数字を入れて考えてみるのも手です。

物質の体積は、「質量÷密度」で求める事ができます。「密度=質量÷体積」の公式の両辺に体積をかけ、密度で割ればこの式になります。 1つあたりの質量が分かっている単位体積のブロックをいくつ集めれば、体積を求める物質の質量になるか、といったように想像すると分かりやすいはずです。密度が大きければ大きいほど同じ質量あたりの体積が小さくなる事も、この公式から明らかです。

物質の質量は、「体積×密度」で求める事ができます。「密度=質量÷体積」の公式の両辺に体積をかけ、両辺を入れ替えればこの式になります。 1つあたりの質量が分かっている単位体積のブロックを物質の体積のぶんだけ集めた結果、全体の質量がどれだけになったかと考えると分かりやすいでしょう。密度は同じ物質であればほぼ一定ですから、この公式から質量と体積は比例関係にあると言えます。

出典: Group of People Reading Book Sitting On Chair · Free Stoc...

ここでは、水以外の5つの物質の密度をご紹介します。物質によって密度の大きさはさまざまで、思っていたよりも密度が小さかったり大きかったりする物質もあるはずです。 それぞれの物質の密度の大小を比較してみる事で、今まで気付かなかった物質の性質が見えてくる事もあるでしょう。

出典: Group of People Reading Book Sitting On Chair · Free Stoc...

氷の密度は、0.917g/cm3です。 水の密度が1g/cm3ですから、水よりも僅かに密度が小さいことが分かります。製氷皿で氷を作った時に表面が盛り上がるのは、同じ質量であれば氷の方が体積が大きいためです。水に氷を入れると氷が浮くことからも、水と氷の密度の大小関係を確認できます。 多くの物質は固体よりも液体の密度の方が小さいため、水のように固体の方が密度が小さい物質は大変珍しいと言えるでしょう。

出典: Banff National Park, Canada · Free Stock Photo

砂糖の密度は、1.59g/cm3です。 角砂糖をつまみ上げる時は軽く、大量に袋詰めされたものを持ち上げる時は重く感じられる砂糖ですが、密度を計算する事で、水よりも少し密度が大きいという事がはっきりしました。砂糖水を作る時に溶け残った砂糖が底に沈むのは、このように砂糖の密度が水よりも大きいためです。

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鉄の密度は、7.874g/cm3です。 ずっしりとしたイメージのある鉄ですが、そのイメージに違わず、実に水の8倍近くの密度を持ちます。自動車の部品の多くは鉄で作られていますが、車体が軽ければ軽いほど燃費も良くなるため、環境のためにも重い鉄ではなく軽くて丈夫な別の素材を使い、車体の軽量化を進めようという動きが広まっています。

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でんぷんの密度は、1.53g/cm3です。 でんぷんと聞いて、ヨウ素液とでんぷんを反応させて青紫色に変化させる実験を思い出す方も多いのではないでしょうか。でんぷんは米やジャガイモなどに含まれており、近年流行のタピオカもでんぷんから作られています。 ちなみに砂糖とでんぷんは両方とも糖で構成された物質で、糖類に分類されます。性質は両者で異なりますが、密度を比較してみると近い値である事が分かります。