密度
mì dù
密度是单位体积的质量，是一种能够辨别材料，并决定它在流体中是下沉还是漂浮的性质。
Formula
\rho = \frac{m}{V}
Definition
密度告诉你一定空间里塞进了多少质量：用质量除以体积，$\rho = \frac{m}{V}$，实验室单位用 $\text{g/cm}^3$（等于 g/mL），国际单位制用 $\text{kg/m}^3$。它是一种特征性质，对同一种纯物质而言，无论样品多大都保持相同，因此可以用来鉴别一种未知材料；水的密度是 $1.00\ \text{g/cm}^3$，一个物体如果密度更大，就会在水中下沉。密度是一种强度性质的比值，随温度变化，对气体而言还随压强变化，它的不确定度是质量和体积各自相对不确定度的合成。在实验中，最好通过对多个样品做质量对体积作图后取斜率来求得密度，这样做能把随机误差平均掉，并把任何系统性的偏移显示为一个非零的截距。
Example
一块质量为 $27\ \text{g}$、体积为 $10\ \text{cm}^3$ 的岩石，密度为 $2.7\ \text{g/cm}^3$，比水更密，所以会下沉。一块尺寸为 $5.0 \times 2.0 \times 2.0\ \text{cm}$、质量 $54.0\ \text{g}$ 的未知木块，$V = 20.0\ \text{cm}^3$，$\rho = 2.7\ \text{g/cm}^3$，与铝相符，把它切成两半后，剩下 $10.0\ \text{cm}^3$ 里有 $27.0\ \text{g}$，密度仍是 $2.7$。五块铝样品的（体积，质量）数据对为 $(2.0, 5.4)$、$(4.0, 10.9)$、$(6.0, 16.1)$、$(8.0, 21.7)$ 和 $(10.0, 27.0)$（单位为 $\text{cm}^3$ 和 g），最佳拟合直线的斜率为 $2.70\ \text{g/cm}^3$，截距接近零，说明没有证据表明天平存在偏移，而且这个斜率所带的不确定度远小于任何单一比值。
Key Insight
比水更密的东西会下沉，比水更轻的东西会漂浮，这就是钢铁做的轮船能够漂浮的原因：它大部分是中空的，所以整体密度小于水。把样品切成两半，密度不会改变，因为质量和体积同时减半，正是这类性质让你能够鉴别物质。用斜率而不是单一比值来测量，是一种通用的实验室策略，它把一次性的除法变成了一次能把误差平均掉、并暴露偏差的拟合；每当一个量是两个可测量量的比值时，就把它们画成图。