1.1.1. Густина й питома вага

Густина – маса рідини в одиниці об’єму

, кг/м³ (1.1)

де m – маса рідини; V - об’єм рідини.

Густина вимірюється за допомогою ареометрів і наводиться в таблицях при 0⁰С. При інших температурах проводиться перерахунок за формулою:

(1.2)

β_t – коефіцієнт температурного розширення.

При зміні тиску:

(1.3)

β_р – коефіцієнт об’ємного стиску.

Густина, тиск і температура газів пов’язані характеристичним рівнянням Менделеєва- Клапейрона:

(1.4)

R = 8,314 - універсальна газова стала.

Питома газова стала

Тоді

(1.5)

Залежність між густиною і тиском

(1.6)

n = 1 для ізотермічних процесів, для адіабатних процесів

(1.7)

де с_р – питома теплоємність при постійному тиску, с_v – питома теплоємність при постійному об’ємі, К – показник адіабати.

Рівняння (1.4) придатне для звичайних тисків і температур. При низьких температурах або при високих тисках використання (1.4) призводить до похибок. З цього рівняння видно, що питома маса газу змінюється зі зростанням температури і тиску, тобто вона не є сталою величиною.

За нормальних умов (температура 0⁰С, тиск 1,01310⁵ Па)

(1.8)

Для повітря

Якщо температура і тиск відрізняються від нормальних, то густину можна розрахувати за рівнянням:

(1.9)

На практиці часто користуються поняттям відносної густини, яка визначається відношенням густини даної рідини до густини води, яку вона має при температурі 4⁰С (найбільша густина води, =1000 кг/м³):

; (1.10)

Питома вага

, Н/м³ (1.11)

де G – вага матеріалу, Н.

Між питомою вагою і густиною існує залежність:

(1.12)

1.1.2. Здатність до стиску та температурне розширення рідин

Здатність до стиску – властивість рідини змінювати свою густину при зміні тиску.

Здатність до стиску характерізується коефіціентом об’ємного стиску _р:

(1.13)

Температурне розширення – властивість рідини змінювати свій об’єм (а значить, і густину) при зміні температури. Відносна зміна об’єму рідини при відповідній зміні температури характеризується температурним коефіцієнтом об’ємного розширення рідини:

(1.14)

Цей коефіціент показує зміну об’єму при зміні температури на 1⁰. Для води β_t =(1,4…6,61)10^{-4 0}С^-1.