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密度とは?意味・求め方と比重との違い・単位(ρ)と水・空気の密度一覧(建築材料)

この記事の要点

「密度」と「比重」は似ているが、単位が異なる

密度はkg/m³などの単位を持つ絶対量で、比重は水(4℃・1000kg/m³)を基準にした無次元数だ。

密度の求め方と比重との違い、建築材料の密度一覧を整理する。

この記事では、密度とは何か、密度はどう求めるのか、比重とどう違うのかを整理します。

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密度とは何か密度(みつど)とは、物の質量を体積で割った値です。

大きさの違う物の重さを比較できる値です。

今回は密度の意味、求め方、比重との違い、単位、読み方、水の密度、密度の覚え方、ρとの関係について説明します。

密度の単位、記号、比重の意味は下記が参考になります。

密度の単位一覧|kg/m3・g/cm3・読み方・換算

密度の記号はρ(ロー)?意味・読み方・比重・単位体積重量との違いを解説

比重の単位とは?無次元の意味・密度(g/cm3)との違いとLの計算

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密度とは?

密度とは、物の質量を体積で割った値です。下式をみてください。これが密度の求め方です。


・密度=物の質量÷物の体積(大きさ)


下図をみてください。2つの物があります。Aの方が、Bよりも大分大きいです。Aの質量は500kg、Bは100kgでした。質量を比較すれば、重いのはAですね。

密度の意味

しかし、物の大きさが違えば、当然質量も変わります。AよりもBは随分小さいです。もし、BをAと同じくらい大きくしたとき、質量はどう違うのでしょうか?

密度と体積

密度は、上図のようにAとBを同じ大きさにしたときの質量と考えてください。下図のように、大きさの違うAとBの物から、同じ大きさ分、取り出して質量を比較すると考えても良いですね。

密度と同じ大きさ

では、「同じ大きさ」とは何でしょうか。これは「1cm3(又は1m3など)」です。密度は、AとBの大きさを、1m3にしたときの質量と言えます。


密度の大きさは下記も参考にしてください。

密度が大きいとどうなる?体積・質量との関係・建築材料の密度比較

密度が小さい・大きいとは?意味の違いと水に浮く理由を解説

密度の値は高い、大きいのどちらを使う?1分でわかる使い方、意味、濃いとの関係、使い分け

密度の求め方

密度の求め方を下記に示します。


・密度ρ=質量÷体積


質量500kgの物で、体積が15m3です。密度は、


500÷15=33.3kg/m3


です。100kgの物で、体積が3m3です。密度は、


100÷3=33.3kg/m3


ですね。密度の計算は簡単です。難しく考えずに、質量を体積割れば求められます。体積の意味は、下記が参考になります。

水槽の体積・容積の求め方|計算式・リットル換算を解説

密度の単位

密度の単位は、


g / cm3

t/m3

kg/m3


などで表します。密度と似た用語に単位体積重量があります。この単位はkN/m3などを用います。密度の単位、単位体積重量の意味は下記が参考になります。

密度の単位一覧|kg/m3・g/cm3・読み方・換算

単位体積重量とは?1分でわかる意味、一覧、土と水の値、記号、求め方

密度と比重の違い

密度と比重の違いを下記に示します。


密度 ⇒ 物の重さを体積で割った値。

大きさが違う物でも、重さを比較できる。

比重 ⇒ 物の密度を、水の密度で割った値。

単位は無次元数で、値は密度と同じ。


比重の意味、単位は下記が参考になります。

密度と比重の違いと換算方法|関係式と計算式をわかりやすく解説

比重の単位とは?無次元の意味・密度(g/cm3)との違いとLの計算

密度とρの読み方

密度の読み方は「みつど」です。また密度の記号ρは「ろー」と読みます。密度の単位の読み方を下記に示します。


g / cm3 ⇒ ぐらむぱーりっぽうせんちめーとる

t/m3 ⇒ とんぱーりっぽうめーとる、とんぱーりゅうべい

kg/m3 ⇒ きろぐらむぱーりっぽうめーとる、きろぐらむぱーりゅうべい


記号ρについては、下記も参考にしてください。

ρの書き方は?1分でわかる書き方(書き順)、σ、δの書き方、密度との関係

ρの読み方は?1分でわかる意味、密度の単位との関係、書き方、Pの読み方

水の密度

水の密度は


1.00t/m3

1.00g/cm3

1000kg/m3


です。詳細は下記が参考になります。

水の密度は?1分でわかる値、単位とg/cm3、4℃での密度

混同しやすい用語

「密度(ρ)」と「比重(SG)」

密度ρは単位体積あたりの質量(kg/m3)。

材料固有の値で温度・圧力によって変わる。

「比重(SG)」と「単位体重(γ)」

比重SGは水の密度に対する比(無次元)。

単位体重γは単位体積あたりの重量(kN/m3)。

水の単位体重は約9.81kN/m3(γ=ρg)。

試験での問われ方|管理人の一言

密度と比重は混同しやすいですが、密度はkg/m3の単位を持つ量、比重は水を1とした無次元の比です。

建築構造ではコンクリートの単位体重(約23kN/m3)など材料の重量計算に密度・比重の概念をよく使います。

密度を整理した表を示します。

項目内容備考
密度の定義質量÷体積(kg/m3)記号はρ(ろー)
水の密度1000 kg/m3(1.0 t/m3)4℃のとき最大
比重との違い比重は水の密度を1とした無次元数単位を持たない

まとめ

今回は密度について説明しました。意味が理解頂けたと思います。密度は、物の質量を体積で割った値です。大きさの違う物の質量を比較できる値です。密度の意味、求め方、単位を是非覚えてくださいね。下記の記事も参考になります。

密度の単位一覧|kg/m3・g/cm3・読み方・換算

密度の値は高い、大きいのどちらを使う?1分でわかる使い方、意味、濃いとの関係、使い分け

ρの書き方は?1分でわかる書き方(書き順)、σ、δの書き方、密度との関係

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意味を読んで終わりにせず、実際に理解できているかチェックしてみましょう。

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ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

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