Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Дистиллированная вода при атмосферном давлении. Максимум плотности — около 3,98 °C; именно этим объясняется аномальная зависимость объёма воды от температуры. Для морской воды плотность 1010…1030 кг/м³ в зависимости от солёности. Значения соответствуют таблицам стандартных справочных данных ГСССД 2-77 и приведённым в Кратком справочнике физико-химических величин под редакцией А. А. Равделя и А. М. Пономарёвой.
Значения приведены при стандартной температуре 20 °C. Плотность нефтепродуктов определяется в соответствии с методами ГОСТ 3900-2022 (ареометр, пикнометр, гидростатические весы) и ГОСТ 33365-2015 (метод осциллирующей U-образной трубки, идентичен ISO 12185). При других температурах используется температурная поправка. Конкретное значение для партии указывается в паспорте качества продукции.
Плотность смазочных масел зависит от исходного сырья, степени гидрокрекинга и пакета присадок. Точное значение для конкретного товарного продукта указано в техническом паспорте (datasheet) производителя. Метод определения — ареометр по ГОСТ 3900-2022 или осциллирующая U-трубка по ГОСТ 33365-2015.
Для кислот и оснований плотность сильно зависит от концентрации, поэтому в графе указана характерная концентрация товарного продукта. По плотности с помощью ареометра-денсиметра обратно определяют концентрацию (по справочным таблицам для конкретного вещества). Метод определения плотности водных растворов — по ГОСТ 18995.1-73 или ГОСТ 33365-2015.
Значения для чистых веществ. Хлорированные углеводороды (хлороформ, CCl₄) и ароматические соединения тяжелее воды. Спирты и эфиры легче воды. Плотность определяется по ГОСТ 18995.1-73 пикнометрическим методом или по ГОСТ 33365-2015 (метод осциллирующей трубки).
Криогенные жидкости (азот, кислород, аммиак) приведены при температуре их нормального кипения при атмосферном давлении. Гликоли и их водные растворы имеют сильную зависимость плотности от концентрации и температуры — точное значение для конкретного состава определяется по справочным графикам производителя.
Плотность жидкостей — справочная физическая характеристика, необходимая в инженерных расчётах: гидравлике, тепло- и массопереносе, проектировании резервуаров и трубопроводов, учёте топлива и нефтепродуктов, технологических операциях химической промышленности. В представленных выше таблицах сведены актуальные значения плотности для воды, нефтепродуктов, смазочных масел, кислот, щелочей, спиртов, растворителей, гликолей и прочих технических жидкостей при стандартной температуре 20 °C. Ниже — пояснения, как пользоваться этими данными, как пересчитывать плотность при изменении температуры, по каким стандартам выполняется измерение и где наиболее частые ошибки.
Плотность (массовая плотность) — отношение массы вещества к занимаемому им объёму. Обозначается греческой буквой ρ. В СИ единица измерения — килограмм на кубический метр (кг/м³). На практике также применяют:
Для топливных и нефтяных применений за рубежом используется также градус API (American Petroleum Institute), связанный с относительной плотностью при 60 °F (15,56 °C); формула пересчёта: API = (141,5 / SG) − 131,5, где SG — относительная плотность при 60/60 °F. В отечественной практике используют плотность в кг/м³ при 20 °C; в международной — при 15 °C (по ASTM, ISO для нефтепродуктов).
Плотность пресной воды максимальна при 3,98 °C и составляет 999,97 кг/м³. При обычной комнатной температуре 20 °C она равна 998,2 кг/м³; при 100 °C снижается до 958,4 кг/м³.
При нагревании жидкости расширяются, и плотность снижается. Это объясняется температурным расширением: коэффициент термического расширения β у большинства жидкостей положителен. Для приближённого пересчёта на небольшие изменения температуры используют линейную формулу:
ρ(t) = ρ₀ · [1 − β · (t − t₀)],
где ρ₀ — плотность при опорной температуре t₀; β — коэффициент объёмного расширения жидкости (1/°C); t — текущая температура.
Для нефтепродуктов на практике пользуются упрощённой формулой ГОСТ 3900-2022 с табличной температурной поправкой γ (кг/м³ на 1 °C). Для светлых нефтепродуктов γ ориентировочно 0,7…0,9 кг/(м³·°C), для тёмных — около 0,6 кг/(м³·°C).
Измерена плотность дизельного топлива ареометром при 12 °C: 845,8 кг/м³. Приведение к 20 °C при поправке γ = 0,7 кг/(м³·°C): ρ₂₀ = 845,8 − 0,7 · (20 − 12) = 845,8 − 5,6 = 840,2 кг/м³.
Вода — особый случай: у неё максимум плотности при +3,98 °C, ниже этой температуры (до 0 °C) плотность снижается, при замерзании лёд имеет плотность около 917 кг/м³ — меньше, чем у жидкой воды, поэтому лёд плавает. Эта аномалия имеет фундаментальное значение для климата и гидрологии.
Жидкости считаются несжимаемыми во многих инженерных расчётах. На самом деле они сжимаемы — но коэффициент изотермической сжимаемости κ у большинства жидкостей мал (для воды при 20 °C — около 4,6·10⁻¹⁰ Па⁻¹). Это означает, что при повышении давления на 10 МПа плотность воды увеличивается примерно на 0,46 %.
Для бытовых и низконапорных гидросистем эффект пренебрежимо мал. Учитывать сжимаемость нужно при расчёте гидроударов, высоконапорных систем (свыше 20…40 МПа), глубоководного оборудования и при моделировании процессов в гидравлических аккумуляторах.
Самый распространённый и простой. Ареометр — стеклянный поплавок с грузом, погружаемый в исследуемую жидкость; глубина погружения зависит от плотности. Считывание выполняется по нанесённой шкале. Метод регламентирован ГОСТ 3900-2022 (для нефти и нефтепродуктов) и ГОСТ 18481-81 (общие требования к ареометрам). Точность измерения — обычно до 0,5…1 кг/м³.
Точный, но трудоёмкий лабораторный способ. Пикнометр — мерный сосуд с известным внутренним объёмом, который заполняют исследуемой жидкостью и взвешивают. Плотность вычисляется как отношение массы жидкости к объёму пикнометра при заданной температуре. Точность — до 0,1 кг/м³ и выше. Метод применяется как референтный и установлен в ГОСТ 18995.1-73 для химических продуктов.
Современный лабораторный метод высокой точности. Жидкость заполняет U-образную стеклянную трубку, заставляемую механически колебаться; собственная частота колебаний зависит от массы трубки с жидкостью и, следовательно, от плотности. Прибор автоматически рассчитывает плотность с термостатированием образца. Точность — до 0,01…0,1 кг/м³. Метод регламентирован ГОСТ 33365-2015 (идентичен ISO 12185).
Метод основан на законе Архимеда: измеряется выталкивающая сила, действующая на тело известного объёма, погружённое в жидкость. Используется в лабораториях, а также при сертификационных испытаниях. Точность сопоставима с пикнометрической.
Для непрерывного измерения плотности в технологических потоках применяют вибрационные плотномеры (по принципу осциллирующей трубки, но встроенные в трубопровод), ультразвуковые и радиоизотопные плотномеры. Эти приборы интегрируются в АСУТП и используются для коммерческого учёта нефтепродуктов и контроля химических процессов.
Для конкретных жидкостей действуют отраслевые стандарты на их характеристики, где плотность нормируется как один из параметров: ГОСТ 305-2013 (дизельное топливо), ГОСТ 32513-2023 (автомобильные бензины), ГОСТ 10227-2013 (топлива авиационные), ГОСТ 10585-2013 (топливо нефтяное мазут), ГОСТ 1510-84 (нефть и нефтепродукты — маркировка, упаковка, транспортирование и хранение).
Плотность входит в большинство гидравлических и теплотехнических соотношений. Несколько типовых применений:
V = m / ρ; m = V · ρ.
Пример: 1 т дизельного топлива летнего при плотности ρ = 840 кг/м³ занимает объём V = 1000 / 840 ≈ 1,190 м³ = 1190 л.
p = ρ · g · h, где g ≈ 9,81 м/с² — ускорение свободного падения; h — глубина столба жидкости.
Пример: давление воды на глубине 10 м: p = 998 · 9,81 · 10 ≈ 97,9 кПа.
Re = ρ · v · d / μ или Re = v · d / ν, где v — скорость потока; d — характерный размер (диаметр трубы); μ — динамическая вязкость; ν = μ/ρ — кинематическая вязкость.
Δp = λ · (L/d) · (ρ · v² / 2), где λ — коэффициент гидравлического трения; L — длина участка; d — внутренний диаметр; v — средняя скорость.
Массовый расход G = ρ · Q (где Q — объёмный расход). При учёте топлива и нефтепродуктов критически важна правильно определённая плотность: погрешность в 1 % плотности даёт 1 % погрешности в массе.
При коммерческом учёте нефтепродуктов плотность определяют непосредственно при отгрузке (приёмке) с приведением к нормированной температуре +20 °C (РФ) или +15 °C (международная практика). Использование табличных «справочных» значений вместо фактически измеренных недопустимо.
Плотность воды максимальна при 3,98 °C. Для солевых, кислотных и щелочных водных растворов плотность нелинейно зависит от концентрации; справочные таблицы для каждого вещества приводят зависимости «плотность — массовая доля» при стандартных температурах. Эта связь широко используется для контроля концентрации технологических растворов ареометром-денсиметром.
Плотность — один из ключевых паспортных показателей. По плотности классифицируют сорта нефти (лёгкая, средняя, тяжёлая, битуминозная). Чем тяжелее фракция, тем больше плотность: бензины 710…780 кг/м³, керосины ≈ 780…840, дизельные топлива 830…860, мазуты 930…1015 кг/м³. Для коммерческого учёта плотность приводят к +20 °C по ГОСТ 3900-2022.
Плотность зависит от типа базового масла и пакета присадок. Минеральные масла, как правило, плотнее синтетических. По плотности оценить точные эксплуатационные свойства нельзя — это лишь один из паспортных параметров; основным является вязкость по SAE / ГОСТ 17479.1-85.
Плотность очень чувствительна к концентрации. Например, серная кислота имеет плотность 1830 кг/м³ при концентрации 96…98 %, а её 35 %-й водный раствор (электролит свинцово-кислотных аккумуляторов) — только около 1265 кг/м³. Поэтому контроль концентрации электролита аккумулятора по плотности — стандартный метод.
Лёгкие спирты (метанол, этанол, изопропанол) имеют плотность около 790 кг/м³. Хлорированные углеводороды (хлороформ, четырёххлористый углерод) — заметно тяжелее воды. При смешении органических растворителей с водой плотность смеси меняется нелинейно (например, водно-этанольные смеси).
Жидкие азот, кислород, аммиак, метан существуют только при температурах ниже их точек кипения. Плотность приводят к температуре кипения при атмосферном давлении: жидкий азот — около 808 кг/м³ при −195,8 °C, жидкий кислород — около 1141 кг/м³ при −182,9 °C.
998,23 кг/м³ для дистиллированной воды при атмосферном давлении. Часто в инженерных расчётах принимают округлённое значение 1000 кг/м³ — этого достаточно для большинства задач при комнатных условиях. Точное значение по таблицам стандартных справочных данных ГСССД 2-77.
При 3,98 °C; значение равно 999,97 кг/м³. Это аномальное свойство воды (большинство жидкостей сжимается с понижением температуры монотонно). Ниже 4 °C и до 0 °C плотность снова уменьшается, поэтому лёд (плотность ≈ 917 кг/м³) плавает на поверхности воды.
При 20 °C: летнее дизтопливо 840…860 кг/м³, зимнее около 840 кг/м³, арктическое около 830 кг/м³. Конкретное значение для партии указывается в паспорте качества и определяется по ГОСТ 3900-2022 или ГОСТ 33365-2015. Зависимость от температуры — около 0,7 кг/(м³·°C).
В СИ — кг/м³. На практике распространены также г/см³, г/мл, т/м³, кг/л — все эти единицы численно эквивалентны (1 г/см³ = 1000 кг/м³ = 1 т/м³ = 1 кг/л). Для нефтепродуктов в международной практике применяется относительная плотность и градус API.
Для небольших интервалов — линейно: ρ(t) = ρ₀ − γ · (t − t₀), где γ — температурная поправка (для нефтепродуктов даётся в таблицах ГОСТ 3900-2022: ≈ 0,7…0,9 кг/(м³·°C) для светлых, около 0,6 для тёмных). Для больших интервалов или прецизионных расчётов используют табличные значения непосредственно по конкретной жидкости.
Технически — никакой обычной жидкостью; плотность ртути 13546 кг/м³ при 20 °C — это самая высокая среди жидкостей при нормальных условиях. Сопоставимые плотности имеют только расплавы тяжёлых металлов (висмут, свинец, олово), но они существуют только при температурах выше точки плавления соответствующего металла.
Для каждой кислоты существует справочная таблица зависимости «плотность — массовая доля» при определённой температуре. Измеряют плотность раствора ареометром-денсиметром и по таблице определяют концентрацию. Метод применяется, например, для контроля концентрации электролита свинцово-кислотных аккумуляторов (серная кислота).
Наиболее распространённый прибор — ареометр (по ГОСТ 18481-81). Для точных измерений применяют пикнометр или цифровой вибрационный плотномер с осциллирующей U-трубкой (по ГОСТ 33365-2015). Методики измерений плотности нефти и нефтепродуктов установлены ГОСТ 3900-2022; пересчёт плотности светлых нефтепродуктов к стандартной температуре — по ГОСТ 8.599-2010, плотности нефти — по ГОСТ 8.636-2013.
Чистый этиленгликоль при 20 °C — 1113 кг/м³. Готовые охлаждающие жидкости (антифризы, тосолы) на этиленгликолевой основе с концентрацией 40…60 % имеют плотность 1065…1085 кг/м³ при 20 °C. По плотности готового антифриза с помощью ареометра судят о концентрации, а значит, и о температуре замерзания.
Для гидравлических расчётов (напор, потери, расход), теплотехнических задач (масса теплоносителя, теплоёмкость), проектирования резервуаров и трубопроводов, учёта массы и объёма топлива и нефтепродуктов, контроля концентрации технологических растворов, выбора материалов и оборудования. Это базовая физическая характеристика жидкости.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.