密度（Density）是物理学中的一个基本概念，是一个较为普遍的概念，常见的物理量有质量密度、电荷密度、能流密度等。绝大多数情况下密度默认指的是质量密度，指物质的质量与其体积之比，即单位体积内物质的质量。其数学表达式为ρ= m/V，其中ρ(读作“rou”)表示密度，m表示质量，V表示体积。固有属性：密度是物质的一种固有属性，不同物质通常具有不同的密度。例如，水的密度约为1×10³kg/m³，而铁的密度约为7.87×10³kg/m³。与状态和温度相关：同种物质在不同状态（如固态、液态、气态）或不同温度下，密度可能不同。例如，冰的密度小于液态水的密度。独立性：密度与物质的质量、体积、形状无关，仅取决于物质本身的特性。密度的单位：密度的国际单位是千克每立方米（kg/m³），常用单位还有克每立方厘米（g/cm³），两者换算关系为1g/cm³=10³kg/m³ 。
计算公式：ρ=m/V
单位：g/cm³ 或 kg/m³
符号：ρ
密度的影响因素
温度变化：随着温度的升高，金属材料通常会膨胀，导致密度降低。 相反，温度降低时，材料收缩，密度会增加。合金元素：合金中不同元素的加入会改变材料的密度。 例如，不锈钢中加入镍和铬，其密度会略高于纯铁。加工工艺：铸造、锻造、挤压等不同的加工工艺也会导致材料密度有所差异。
常用金属材料密度
钢铁（Steel）铁是地球上最常见的金属之一，也是工业化生产中最重要的原材料之一。它的密度高、强度大，耐腐蚀性也较强，因此广泛用于制造建筑、汽车、机器等各种设备和器具。纯铁：7.87 g/cm³、碳钢：7.85g/cm³、不锈钢：7.93g/cm³。
铝（Aluminum）铝是一种轻质金属，具有良好的导电、导热和反射性能，同时也具有较高的韧性和可加工性，广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。纯铝：2.70g/cm³、铝合金：2.60 - 2.85g/cm³。
铜（Copper）铜是一种优良的导电金属，也具有良好的加工性和耐腐蚀性能，在电子、通讯、建筑等领域得到广泛应用。红铜（纯铜）：8.96g/cm³、黄铜（铜锌合金）：8.40 - 8.70g/cm³、青铜（铜锡合金）：8.50 - 8.80g/cm³。
钛（Titanium）钛具有十分优异的性能，因而得到了广泛应用。其应用领域主要有：航空航天、舰船制造、化工石化、交通运输、兵器、海洋、电力、建筑、冶金、医疗、运动器械、生活用品和轻工业等。纯钛：4.51g/cm³、钛合金：4.40 - 4.85g/cm³。
镁（Magnesium）镁是一种轻质金属，密度低、强度高、导热性能好，在航空航天、汽车、电子等领域得到广泛应用。纯镁：1.74g/cm³、镁合金：1.73 - 1.85g/cm³。
锌（Zinc）锌是一种蓝白色金属，具有良好的防腐和耐蚀性能，广泛用于电池、合金、涂料等领域。纯锌：7.14g/cm³、锌合金：6.80 - 7.20g/cm³。
铅（Lead）铅是一种耐蚀的重有色金属材料，铅具有熔点低、耐蚀性高、X射线和γ射线等不易穿透、塑性好等优点，常被加工成板材和管材，广泛用于化工、电缆、蓄电池和放射性防护等工业部门。纯铅：11.34g/cm³。
银（Silver）银是一种优良的导电、导热金属，被广泛应用于电子、通讯、光学等领域。纯银：10.49g/cm³。
金（Gold）金是一种重量轻、颜色美丽的金属，具有良好的导电、抗氧化性和化学稳定性，在珠宝、电子器件等领域得到广泛应用。纯金：19.32g/cm³。
铬（Chromium）铬是一种耐腐蚀金属，广泛用于防锈、合金、电镀等领域。纯铬：7.15 g/cm³。
钼（Molybdenum）钼是一种高温强度金属，具有良好的抗腐蚀、耐磨性和高温稳定性，被广泛应用于航空、机械等领域。纯钼：10.28g/cm³。
镍（Nickel）镍是一种具有高耐腐蚀性的金属，广泛应用于化学、电子、航空等领域。纯镍：8.90g/cm³、镍合金：8.40 - 9.00g/cm³。
钴（Cobalt）钴是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。钴消费中约70%是金属态钴，主要用于超级耐热合金、工具钢、硬质合金、磁性材料等方面。纯钴：8.90g/cm³。
铂（Platinum）铂具有良好的高温抗氧化性和化学稳定性，易加工成形。铂主要应用于珠宝首饰、抗癌药物、化工催化剂、铂电极、耐腐蚀器皿和特种合金等。纯铂：21.45g/cm³。
扩展知识：
在选择金属材料时，除了考虑密度，还应考虑其强度、硬度、耐腐蚀性等物理和化学性能。在进行材料重量计算时，可以使用密度公式：重量（g）=体积（cm³）× 密度（g/cm³）。在比较不同材料的密度时，务必确保比较的是在相同条件下的数据，以免产生误导。
世界上密度最小的物质前十名主要包括气体、低密度液体和固体，按密度升序排列如下（这些物质的密度值基于标准条件(气体为0°C和1大气压)，实际密度可能因温度和压力变化而略有差异）:
1.氧气(H₂) : 密度约0.000089g/cm³，是密度最小的气体。
2.氦气(He): 密度约0.000178g/cm³，仅次于氢气。
3.氖气(Ne): 密度约0.0009 g/cm³，属于稀有气体。
4.氩气(Ar) :密度约0.00178 g/cm³，常见于空气中。
5.气凝胶(如硅气凝胶):密度可低至0.001 g/cm³，是已知密度最小的固体材料。
6.氪气(Kr) :密度约0.00374g/cm³，稀有气体。
7.氙气(Xe):密度约0.00589 g/cm³，密度较高的稀有气体。
8.液态氢 (H₂):密度约0.07 g/cm³，低温下呈液态。
9.松木: 密度约0.3-0.6 g/cm³，是常见低密度固体材料。
10.锂(Li) :密度约0.534 g/cm³，是密度最小的金属元素。
世界上高密度物质前十名
1. 锇（密度：22.59 g/cm³）
锇，这种密度高达22.59的物质，在科学领域中占据着举足轻重的地位。其高密度特性使得它成为了制造硬度极高合金的理想选择，同时也在众多精密仪器中发挥着不可或缺的作用。锇的存在，不仅彰显了自然界的神奇与奥妙，更为人类的科技进步贡献了一份力量。锇，作为铂族金属的一员，其元素符号为Os。在化学学科的学习中，锇的出场率相对较低，因此许多人对它感到陌生。然而，这并不妨碍它成为密度最大的金属这一事实的闪耀。锇通常从锇铱矿中提取，其独特的物理性质使得它成为制造高硬度合金的理想选择。
2. 铱（密度：22.56 g/cm³）
铱，同样作为铂族金属的一员，其密度为22.56，在金属中位列前茅。这种稀有金属的独特性质，使其在高科技领域有着广泛的应用。铱的提取主要来源于锇铱矿，其高密度和稳定性为制造特殊合金提供了可能。铱的元素名源自拉丁文，意为“彩虹”，象征着其绚丽多彩的属性。在1803年，英国化学家坦南特与法国化学家德斯科蒂，在共同研究用王水溶解粗铂的过程中，意外地从器皿底部的黑色粉末中首次分离出了锇和铱。值得一提的是，铱在地壳中的含量极为稀少，仅为千万分之一，这进一步彰显了其珍贵与独特。
3. 铂（密度：21.45 g/cm³）
铂，这一在我们生活中并不陌生的金属，无论是在化学学习的舞台上，还是在日常生活的角落里，都扮演着重要的角色。相较于其他金属，铂以其柔软的特性、出色的延展性、以及卓越的导热和导电能力而著称，被誉为最高贵的金属之一。人类对铂的利用历史可以追溯到两千多年前，充分展现了其在人类文明发展中的不可或缺的地位。
4. 铼（密度：21.04 g/cm³）
这一金属元素，虽然在我们的日常生活中并不常见，但同样拥有着独特的性质和广泛的应用。铼的密度高达21.04，这一特性使得它在某些高科技领域中发挥着不可或缺的作用。随着人类对材料科学的不断探索，铼的应用前景也愈发广阔。铼，以Re为其元素符号，呈现银白色的重金属色泽，极为稀有，在地壳中的平均含量仅为十亿分之一。值得一提的是，铼还拥有着极高的熔点和沸点，其化学特性与锰和锝颇为相似。
5. 镎（密度：20.45 g/cm³）
镎，这种银白色的金属元素，带有放射性，因此具有一定的危险性。在空气中，它会逐渐氧化，但过程较为缓慢。值得注意的是，镎在自然界中极为稀少，几乎难以找到。它主要存在于铀矿中，且量极少，这主要是由于铀衰变过程中产生的游荡中子所导致。
6. 钚（密度：19.86 g/cm³）
钚，一种具有高密度的金属元素，同样带有放射性，因此需谨慎处理。其密度高达19.86，远超许多常见金属。在自然界中，钚也较为稀少，主要伴随铀矿出现，但含量甚微。钚，其元素符号为Pu，不仅是一种放射性元素，更是原子能工业不可或缺的原料。在核燃料和核武器的制造中，钚扮演着至关重要的角色，其裂变能力使得它成为这些领域的关键成分。值得一提的是，长崎市原子弹爆炸事件中，钚被用作内核材料，充分展现了其强大的能量释放能力。自1940年起，美国加州大学伯克利分校及劳伦斯伯克利国家实验室便开始了对钚的合成研究，为人类探索原子能领域奠定了坚实基础。
7. 钨（密度：19.35 g/cm³）
钨，一种具有高密度的金属元素，在许多领域都有着广泛的应用。其密度高达19.35，使得它成为了众多工业应用中的理想选择。无论是作为合金添加剂，还是用于制造高温材料，钨都展现出了其出色的物理和化学性质。钨，这种金属元素，以其钢灰色或银白色的外观、高硬度和高熔点而闻名。在常温环境下，它能够抵御空气的侵蚀，展现出稳定的化学性质。钨在工业领域有着广泛的应用，例如制造灯丝、高速切削合金钢以及超硬模具。同时，它还是光学仪器和化学仪器制造过程中不可或缺的材料。值得一提的是，中国在全球钨储藏量上占据领先地位。
8. 金（密度：19.32 g/cm³）这种珍贵的金属元素，以其高密度和独特的物理性质而著称。
在自然界中，金通常以单质的形式存在，具有很高的化学稳定性。由于其美丽的色泽和耐久性，金在珠宝制造、电子工业以及投资领域都有着广泛的应用。此外，金还是一种重要的战略资源，对国家经济和科技发展具有重要意义。金，这种被广泛喜爱的贵金属，以其单质形态，即我们常说的黄金，在人类历史上一直扮演着重要角色。无论是作为货币、保值物，还是珠宝制造的原材料，黄金都备受推崇。在自然界中，黄金主要存在于岩石中的金块或金粒、地下矿脉以及冲积层中，以其独特的物理性质和化学稳定性，成为了人类社会不可或缺的宝贵资源。
9. 锔（密度：19.26 g/cm³）
锔，这种金属元素，拥有19.26的密度，与黄金等贵金属相提并论。尽管它在日常生活中的使用可能不如黄金广泛，但锔的独特性质仍使其在特定领域中占据一席之地。
锔，这种金属元素，不仅拥有19.26的高密度，还带有一定的放射性，属于人造元素范畴。它呈现出银白色的金属光泽，并具备良好的延展性。锔元素是通过人工核反应合成的，因此在日常生活中并不常见，但在放射化学实验以及特殊的同位素能源应用中，却发挥着不可或缺的作用。值得一提的是，锔元素的发现者是美国加州大学伯克利分校的西博格教授及其团队，他们于1944年在伯克利实验室成功发现了这一元素。
10. 铀（密度：18.95 g/cm³）
铀，这种元素以18.95的密度，位列金属元素密度排行榜的上游。在自然界中，铀以多种同位素形式存在，其中以铀-235和铀-238最为常见。铀元素在放射性和核技术领域有着广泛的应用，例如核燃料、核武器以及核医学成像等。此外，它还与许多重要的工业过程密切相关，如金属冶炼和化工生产等。然而，由于铀的放射性特性，其处理和储存需要特别谨慎，以确保环境和人类的安全。铀是自然界中能够找到的最重元素，其发现可追溯至1789年，由马丁·海因里希·克拉普罗特首次发现。在核裂变现象被揭示之前，铀的化合物曾被用于瓷器的着色，而随着核技术的进步，铀逐渐成为核燃料的重要选择。
