πυκνότητα

Εξηγούμε τι είναι η πυκνότητα και ορισμένα χαρακτηριστικά αυτής της ιδιότητας. Επίσης, άλλα είδη πυκνότητας που υπάρχουν.

Τα αέρια έχουν μικρότερη πυκνότητα από τα υγρά και τα στερεά.

Τι είναι η πυκνότητα;

Ο όρος «πυκνότητα» προέρχεται από το πεδίο του φυσικός και το χημεία και αναφέρεται στη σχέση που υπάρχει μεταξύ της μάζας μιας ουσίας (ή ενός σώματος) και της Ενταση ΗΧΟΥ. Είναι μια εγγενής ιδιότητα του ύλη, αφού δεν εξαρτάται από την ποσότητα της ουσίας που εξετάζεται.

Η πυκνότητα, μια ιδιότητα που συνήθως εκφράζεται σε κιλά ανά κυβικό μέτρο (kg / m3) ή γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό (g / cm3), ποικίλλει σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό ανάλογα με την Πίεση και το θερμοκρασία, καθώς και με αλλαγές κατάστασης.

Λόγω της μικρής συνοχής μεταξύ τους σωματίδια, γενικά, αέρια έχουν μικρότερη πυκνότητα από τα υγρά και τα υγρά έχουν μικρότερη πυκνότητα από τα υγρά στερεός.

Η πυκνότητα της ύλης συνδέεται συχνά με την ιστορία του Έλληνα φιλόσοφου Αρχιμήδη, ο οποίος είχε καθήκον να καθορίσει εάν το στέμμα του βασιλιά του είχε σφυρηλατηθεί χρησιμοποιώντας καθαρό χρυσό ή αν είχε κατασκευαστεί από κράμα με άλλους μέταλλα.

Κατά τη διάρκεια ενός λουτρού κατάδυσης, ο Αρχιμήδης συνειδητοποίησε ότι μπορούσε να υπολογίσει τον όγκο του στέμματος βυθίζοντάς το σε Νερό και μέτρηση του μετατόπιση του υγρό, χωρίς να χρειάζεται να το λιώσει ή να το σπάσει και γνωρίζοντας την πυκνότητα του χρυσού (η οποία είναι σταθερά) μπορούσε στη συνέχεια να ζυγίσει το στέμμα και να προσδιορίσει (χρησιμοποιώντας τον τύπο) αν ήταν καθαρός χρυσός ή κράμα (η πυκνότητα του χρυσού θα είχε ποικίλλει όταν αναμιγνύεται με άλλα μέταλλα).

Αν και υπάρχουν εξαιρέσεις, γενικά η αύξηση της θερμοκρασίας μειώνει την πυκνότητα.

Η πυκνότητα μπορεί να οριστεί με διάφορους τρόπους:

  • Πυκνότητα ή απόλυτη πυκνότητα. Είναι η σχέση μεταξύ της μάζας και του όγκου μιας ουσίας, είτε είναι στερεή, υγρή ή αέρια. Αντιπροσωπεύεται από το ελληνικό γράμμα rho (𝞺):
    Όπου m είναι η μάζα μιας ουσίας και V ο όγκος της.
  • Σχετική πυκνότητα. Είναι η σχέση μεταξύ της πυκνότητας μιας ουσίας και της πυκνότητας μιας άλλης ουσίας.
    Πού 𝞺(ουσία Χ) είναι η πυκνότητα της ουσίας Χ και 𝞺 (ουσία Υ) είναι η πυκνότητα της ουσίας Υ, ως προς την οποία η σχετική πυκνότητα του Χ.
  • Φαινόμενη πυκνότητα. Ισχύει για πορώδη υλικά, τα οποία μπορεί να έχουν αέρα ή άλλες ουσίες ενσωματωμένο μεταξύ των πόρων τους. Υπολογίζεται με παρόμοιο τρόπο με την πυκνότητα, αλλά πρέπει να προσθέσετε τη μάζα του αέρας της ουσίας που καταλαμβάνει τους πόρους. Είναι επίσης απαραίτητο να αυξηθεί ο όγκος της ουσίας, ενσωματώνοντας τον όγκο που καταλαμβάνει η ουσία που καταλαμβάνει τους πόρους.
    Η πυκνότητα του νερού είναι 1 g / cm3 και αυτή του οδηγω είναι 11,35 g / cm3. Σε αυτά τα δύο παραδείγματα μπορούμε να δούμε πώς η πυκνότητα μπορεί να πάρει πολύ διαφορετικές τιμές σε διαφορετικά υλικά.

Άλλοι τύποι πυκνότητας

Η χαμηλή οστική πυκνότητα μπορεί να προκαλέσει οστεοπόρωση.

  • Πυκνότητα πληθυσμού. Είναι μια έννοια δημογραφικός που αναφέρεται στον αριθμό των κατοίκων ανά τετραγωνικό χιλιόμετρο. Η Κίνα και η Ινδία είναι παραδείγματα χωρών με πολύ υψηλή πληθυσμιακή πυκνότητα, ενώ οι σκανδιναβικές και Ωκεανία έχουν χαμηλή πληθυσμιακή πυκνότητα. Οι περιοχές υψηλής πληθυσμιακής πυκνότητας συχνά συνδέονται με προβλήματα στέγασης, μόλυνση του αέρα, ανεπαρκής υποδομή δημόσιες υπηρεσίες, μεταξύ άλλων.
  • Οπτική πυκνότητα. Είναι μια φυσική παράμετρος που αποτελεί την απορρόφηση ενός οπτικού στοιχείου στο α μήκος δεδομένο κύμα ανά μονάδα απόστασης. Αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση του περιεχομένου του κύτταρα, ποιότητα των αναθυμιάσεων που παράγονται από διαφορετικές ουσίες, ισχύς λέιζερ, φίλτρα κ.λπ.
  • Πυκνότητα ηλεκτρικού ρεύματος. Είναι η σχέση που υπάρχει μεταξύ της έντασης του ηλεκτρικό ρεύμα που κυκλοφορεί μέσω ενός αγωγού ανά μονάδα του καιρός και ανά μονάδα διατομής.
  • Πυκνότητα μαγνητικής ροής. Ονομάζεται επίσης «μαγνητική επαγωγή», είναι η μαγνητική ροή που προκαλεί ηλεκτρικό φορτίο κίνηση για κάθε μονάδα επιφάνειας κάθετη προς την κατεύθυνση ροής.
  • Μεταλλική πυκνότητα οστών. Στον ιατρικό τομέα, αυτό το μέτρο αναφέρεται στην ποσότητα των ορυκτών ανά μονάδα επιφάνειας. Συνήθως εκφράζεται σε g / cm2 και καθιερώνεται με βεβαιότητα οστά συγκεκριμένα, όπως το μηριαίο οστό ή η οσφυϊκή μοίρα της σπονδυλικής στήλης. Η χαμηλή οστική πυκνότητα μπορεί να προκαλέσει οστεοπόρωση, μια ασθένεια στην οποία τα οστά είναι πολύ χαμηλά ποσοστό από μέταλλα (κυρίως ασβέστιο), με αποτέλεσμα να γίνονται πολύ πορώδη και, επομένως, εύθραυστα και εύθραυστα, αυξάνοντας έτσι την κίνδυνος απο πρόσωπα να υποστούν κατάγματα.

Παραδείγματα της πυκνότητας ορισμένων ενώσεων και στοιχείων στους 20 ° C

  • Μαγνήσιο (Mg). 1.738 g / cm3
  • Ασβέστιο (Ca). 1,54 g / cm3
  • Σίδηρος (Fe). 7,874 g / cm3
  • Μολυβδαίνιο (Mo). 10,22 g / cm3
  • Ασήμι (Ag). 10,5 g / cm3
  • Χρυσός (Au). 19,3 g / cm3
  • Νερό (Η2Ο). 1 g / cm3
  • Λάδι 0,92 g / cm3
  • Αέρας. 1.225 x 10-3 g / cm3
!-- GDPR -->