물의 밀도는 단위 부피에 포함된 질량이다. 온도와 압력, 녹아 있는 물질의 양에 따라 값이 달라지며, 액체 물과 얼음의 밀도도 서로 다르다.
밀도와 부피
밀도 ρ, 질량 m, 부피 V의 관계는 ρ = m/V이다. 질량과 압력이 일정하고 물이 액체 상태를 유지하면, 온도 T에 따른 부피는 V(T) = m/ρ(T)로 나타낼 수 있다. 밀도를 g/mL, 질량을 g으로 사용하면 부피 단위는 mL이다.
약 4℃에서의 특성
대기압 부근에서 순수한 액체 물의 밀도는 약 4℃에서 최대가 된다. 따라서 같은 질량의 물은 이 온도 부근에서 부피가 최소이다. 약 0~4℃에서는 온도가 높아질수록 부피가 감소하고, 약 4℃보다 높은 액체 구간에서는 대체로 증가한다. 얼음으로의 상변화는 액체 구간의 연속적인 부피 변화와 구별된다.
온도 함수와 근사
온도만을 독립변수로 사용하려면 압력과 조성 등 나머지 조건을 정해야 한다. 측정 자료를 다항식으로 근사하는 경우에도 온도 구간과 오차 범위에 따라 계수가 달라지므로, 모든 조건을 나타내는 하나의 이차식으로 취급할 수 없다. 정밀한 물성 계산에는 온도와 밀도를 변수로 하는 헬름홀츠 에너지 기반의 IAPWS-95 등 상태방정식이 사용된다.