Εξηγούμε τι είναι η πυκνότητα και τι τύποι πυκνότητας υπάρχουν. Παραδείγματα απόλυτης πυκνότητας διαφορετικών ουσιών.
Ποια είναι η πυκνότητα της ύλης;
Η πυκνότητα είναι μια κλιμακωτή ποσότητα, που χρησιμοποιείται συχνά στο φυσικός και το χημεία, που αναφέρεται στην ποσότητα του μάζα παρόν σε σώμα ή α ουσία καθορίζεται από τον όγκο μονάδας. Συνήθως αντιπροσωπεύεται από το σύμβολο ρ.
Δύο σώματα ή ουσίες ίδιου ακριβώς μεγέθους και αναλογίες μπορεί να παρουσιάσει πυκνότητες διαφορετικό, και αυτό μετριέται μέσω της μέσης πυκνότητας, που είναι η αναλογία μεταξύ της μάζας ενός σώματος και του Ενταση ΗΧΟΥ που καταλαμβάνει στο χώρο, σύμφωνα με τον ακόλουθο τύπο:
όπου m είναι η μάζα και V το Ενταση ΗΧΟΥ, άρα η μονάδα του μέτρηση της πυκνότητας στο Διεθνές σύστημα Θα είναι το κιλό ανά κυβικό μέτρο (kg / m3) ή ισοδύναμες μονάδες μέτρησης.
Παραλλαγές του θερμοκρασία Υ Πίεση επηρεάζουν τη μέτρηση της πυκνότητας μιας ουσίας.
Η πυκνότητα της ύλης συνδέεται συχνά με την ιστορία του Έλληνα φιλοσόφου Αρχιμήδη, ο οποίος υποτίθεται ότι είχε καθήκον να καθορίσει εάν το στέμμα του βασιλιά είχε σφυρηλατηθεί με 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 σπάσει. Τότε μπορούσε να ζυγίσει το στέμμα (για να έχει τη μάζα του) και να προσδιορίσει, χρησιμοποιώντας τον τύπο που περιγράφεται παραπάνω, την πυκνότητα του στέμματος. Σύγκρινε τις τιμές της υπολογιζόμενης πυκνότητας της κορώνας με την πυκνότητα του καθαρού χρυσού (που είναι σταθερά) και έτσι ήξερε αν ήταν καθαρός χρυσός ή κράμα, αφού η πυκνότητα του χρυσού θα μεταβάλλεται όταν αναμειγνύεται με άλλα μέταλλα.
Τύποι πυκνότητας
Υπάρχουν διάφοροι τύποι πυκνότητας ύλης:
- Απόλυτη πυκνότητα. Γενικά μιλάμε για απόλυτη πυκνότητα όταν χρησιμοποιούμε τον όρο πυκνότητα, και είναι ένα έντονο μέγεθος που υπολογίζεται, όπως είπαμε παραπάνω, από το Ενταση ΗΧΟΥ και τη ζύμη. Οι μονάδες μέτρησής του στο SI είναι (kg / m3).
- Σχετική πυκνότητα. Αυτός ο άλλος τύπος, από την άλλη πλευρά, προκύπτει από το σύγκριση μεταξύ της πυκνότητας της εν λόγω ουσίας και κάποιας άλλης που χρησιμεύει ως αναφορά, άρα είναι μια αδιάστατη ποσότητα (χωρίς μονάδες). Για το υγρά Υ στερεός, η πυκνότητα του νερού χρησιμοποιείται ως αναφορά (σε 1 atm και 4 ° C), ενώ για τα αέρια η πυκνότητα του αέρας (σε 1 atm και 0 ° C). Υπολογίζεται ως εξής:
όπου 𝛒r είναι η σχετική πυκνότητα, 𝛒 είναι η απόλυτη πυκνότητα και 𝛒0 είναι η πυκνότητα της ουσίας αναφοράς. - Φαινόμενη πυκνότητα. Εφαρμόζεται σε ετερογενή υλικά, καθώς και σε πορώδη, των οποίων μίγμα Επηρεάζει την πυκνότητα (είναι μικρότερη από ό,τι εάν κάθε στοιχείο συμπυκνωνόταν χωριστά). Ως εκ τούτου, αυτός ο τύπος πυκνότητας δεν εξαρτάται από τη φύση της ύλης, αλλά από τον τρόπο που είναι διατεταγμένη. Για παράδειγμα, εάν έχουμε ένα ενυδατωμένο υλικό, η φαινομενική του πυκνότητα θα είναι:
όπου 𝛒a είναι η φαινομενική πυκνότητα του υλικού, mh είναι η μάζα του αποξηραμένου υλικού και V0 είναι ο όγκος του ενυδατωμένου υλικού, δηλαδή χωρίς ξήρανση.
Παραδείγματα πυκνότητας
Μερικά παραδείγματα της απόλυτης πυκνότητας διαφορετικών στοιχείων και ουσιών (που εκφράζονται στις κατάλληλες μονάδες τους) μπορούν να είναι:
- 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
- Iridium (Go). 22,562 g / cm3
- Dubnio (Db). 29,3 g / cm3
- Bohrio (Bh). 37,1 g / cm3
- Νερό (Η2Ο). 1 g / cm3
- Λάδι. 0,92 g / cm3
- Αέρας. 1.225 kg / m3