Плотность
| Плотность | |
| Размерность | L−3 M |
|---|---|
| Единицы измерения | |
| СИ | кг/м³ |
| СГС | г/см³ |
| Примечания | |
| скалярная величина | |
Плотность — скалярная макроскопическая величина, измеряющая насыщенность, тесноту занятости пространства какими-то данными: множеством конечно малых объектов (тел), протяжной средой (толща, флюид, дисперсная среда…) или каким-то абстрактным количественным свойством (например, полем).
На абстрактном уровне, плотность это количественная статистическая мера, усредняющая меру близости (или стоимости сближения) между объектами в некоторой математической структуре: топологической, геометрической, графо-теоретической… Например, плотность вхождения некоего паттерна в конечном объёме данных, — это число-множитель, сопоставляющий весь объём с размером паттерна, помноженным на числом его вхождений (токенов.)
В классической физике плотность конечной и непрерывной среды довольно легко характеризуется соотношением меры массы той среды к мере объёма. Однако, реальное, «наше» космическое пространство обнаруживает свойство инфляции: «толстения» со временем. Даже не двигаясь, объекты удаляются друг от друга вопреки классическим законам сохранения, для удовлетворения которых понадобилось принять гипотезу о 96% массы-энергии наблюдаемого Космоса, как о «тёмных», незаметных современной науке.
Также плотностью может считаться отношение общего объёма заполняющей субстанции к общему объёму заполняемого, но только если обе меры постоянны: например, под действием гравитации или химических (микроскопических) изменений может происходить уменьшение объёма по мере заполнения (пропорционально или функционально по отношению к нему).
Плотность в класссической физике[править]
Для измерения плотности применяются плотномеры, пикнометры, ареометры, гидростатическое взвешивание. Единица измерения — килограмм на кубический метр, кг/м³.
Для несплошных, пористых и сыпучих тел определяют истинную плотность (без учета пустот) и условную плотность (парадигму массы тела ко всему занимаемому объему).
Плотность обычно уменьшается с повышением температуры в результате теплового расширения тел и увеличивается с увеличением давления. В результате фазовых переходов плотность изменяется скачком. В результате перехода из жидкого состояния в твердое плотность обычно увеличивается, но для воды она наоборот, уменьшается.
Диапазон значений плотностей природных тел и вещества очень широк. Плотность межзвездного пространства не более 10−21 кг/м³, средняя плотность Солнца 1409 кг/м³[1], средняя плотность Земли — 5518 кг/м³[2], наибольшая среди металлов плотность осмия — 22 500 кг/м³, плотность атомных ядер — 1017 кг/м³[3], плотность вещества в центре нейтронных звезд еще больше[4].