Gustina

Gustina
Gustina
Dimenzija	L −3 M
Jedinice
SI	kg / m³
GHS	g / cm³
Bilješke (uredi)
	skalar

Gustina je skalarna fizička veličina definirana kao omjer mase tijela i zapremine koju ovo tijelo zauzima, ili kao derivat mase u odnosu na zapreminu:

\rho ={\frac {M}{V}},\qquad \rho ={\frac {dm}{dV}}

{\ displaystyle \ rho = {\ frac {M} {V}}, \ qquad \ rho = {\ frac {dm} {dV}}}

{\ displaystyle \ rho = {\ frac {M} {V}}, \ qquad \ rho = {\ frac {dm} {dV}}}

...

Ovi izrazi nisu ekvivalentni, a izbor zavisi od toga koji se denzitet razmatra. razlika:

prosječna gustina tijela - odnos tjelesne težine i zapremine $M/V$ ${\ displaystyle M / V}$ ${\ displaystyle M / V}$ ... U homogenom slučaju, jednostavno se naziva gustina tijela;
gustina supstance - gustina homogenog ili jednolično nehomogenog tela, koje se sastoji od ove supstance;
gustina tijela u tački je granica omjera mase malog dijela tijela ( $\Delta m$ ${\ displaystyle \ Delta m}$ $\ Delta m$ ) koji sadrži ovu tačku na volumen ovog malog dijela ( $\Delta V$ ${\ displaystyle \ Delta V}$ ${\ displaystyle \ Delta V}$ ) kada volumen teži nuli ^[1] , ili, ukratko, $\lim _{\Delta V\to 0}{\Delta m/\Delta V}$ ${\ displaystyle \ lim _ {\ Delta V \ do 0} {\ Delta m / \ Delta V}}$ ${\ displaystyle \ lim _ {\ Delta V \ do 0} {\ Delta m / \ Delta V}}$ ... Kako je na atomskom nivou svako tijelo nehomogeno, prilikom prelaska do granice potrebno je zaustaviti se na zapremini koja odgovara korištenom fizičkom modelu .

Za masu tačke, gustina je beskonačna. Matematički, može se definisati ili kao mjera ili kao derivat Radon-Nikodyma u odnosu na neku referentnu meru.

Grčko slovo se obično koristi za označavanje gustine. $\rho$ ${\ displaystyle \ rho}$ $\ rho$ [ro] (podrijetlo oznake treba razjasniti), ponekad se koriste latinična slova D i d (od latinskog densitas "gustina"). Na osnovu definicije gustine, njena dimenzija je kg/m³ u SI i g/cm³ u CGS sistemu.

Koncept "gustine" u fizici može imati širu interpretaciju. Postoje površinska gustina (odnos mase i površine ) i linearna gustina (odnos mase i dužine), primenjene na ravne (dvodimenzionalne) i izdužene (jednodimenzionalne) objekte. Osim toga, govori se ne samo o gustoći mase, već i o gustoći drugih veličina, na primjer, energije, električnog naboja. U takvim slučajevima terminu "gustina" dodaju se specifične riječi, recimo " linearna gustina naboja ". Gustoća podrazumevano označava gornju (trodimenzionalnu, kg/m ³ ) gustinu mase.

Formula za pronalaženje gustine

Gustina (gustina homogenog tijela ili prosječna gustina neujednačenog tijela) se nalazi po formuli:

\rho ={\frac {M}{V}},

{\ displaystyle \ rho = {\ frac {M} {V}},}

{\ displaystyle \ rho = {\ frac {M} {V}},}

gdje je M masa tijela, V njegov volumen; formula je jednostavno matematička notacija za definiciju "gustine" datu gore.

Prilikom izračunavanja gustine gasova u standardnim uslovima, ova formula se takođe može napisati u obliku:

\rho ={\frac {M_{mol}}{V_{mol}}},

{\ displaystyle \ rho = {\ frac {M_ {mol}} {V_ {mol}}},}

{\ displaystyle \ rho = {\ frac {M_ {mol}} {V_ {mol}}},}

gdje $M_{mol}$ ${\ displaystyle M_ {mol}}$ ${\ displaystyle M_ {mol}}$ - molarna masa gasa, $V_{mol}$ ${\ displaystyle V_ {mol}}$ ${\ displaystyle V_ {mol}}$ - molarni volumen (u standardnim uslovima, približno je jednak 22,4 l / mol).

Gustina tijela u tački se zapisuje kao

\rho ={\frac {dm}{dV}},

{\ displaystyle \ rho = {\ frac {dm} {dV}},}

\ rho = {\ frac {dm} {dV}},

tada se masa nehomogenog tijela (tela čija gustina zavisi od koordinata) izračunava kao

M=\int \rho (\mathbf {r} )d^{3}\mathbf {r} =\int \rho (\mathbf {r} )dV=\int dm.

{\ displaystyle M = \ int \ rho (\ mathbf {r}) d ^ {3} \ mathbf {r} = \ int \ rho (\ mathbf {r}) dV = \ int dm.}

{\ displaystyle M = \ int \ rho (\ mathbf {r}) d ^ {3} \ mathbf {r} = \ int \ rho (\ mathbf {r}) dV = \ int dm.}

Slučaj labavih i poroznih tijela

U slučaju labavih i poroznih tijela, pravi se razlika između

prava gustina, određena bez uzimanja u obzir praznina;
nasipna gustina , izračunata kao omjer mase tvari i cjelokupne zapremine koju zauzima.

Prava gustina iz zapremine (prividna) se dobija korišćenjem vrednosti koeficijenta poroznosti - udela zapremine šupljina u zauzetoj zapremini.

Gustina u odnosu na temperaturu

U pravilu, kako temperatura pada, gustoća se povećava, iako postoje tvari čija se gustina u određenom temperaturnom rasponu ponaša drugačije, na primjer voda , bronca i liveno željezo . Dakle, gustoća vode ima maksimalnu vrijednost na 4°C i opada kako s povećanjem tako i sa padom temperature u odnosu na ovu vrijednost.

Sa promjenom stanja agregacije, gustoća tvari se naglo mijenja: gustoća se povećava tijekom prijelaza iz plinovitog stanja u tekućinu i kada se tekućina skrutne. Voda , silicijum , bizmut i neke druge supstance su izuzeci od ovog pravila, jer se njihova gustina smanjuje tokom skrućivanja.

Raspon gustoće u prirodi

Za različite prirodne objekte, gustoća varira u vrlo širokom rasponu.

Najmanja gustoća se nalazi u međugalaktičkom mediju (2 · 10 ^{−31 -} 5 · 10 ⁻³¹ kg/m³, isključujući tamnu materiju ) ^[2] .
Gustina međuzvjezdanog medija je približno jednaka 10 ⁻²³ −10 ⁻²¹ kg / m³.
Prosječna gustina crvenih divova u njihovim fotosferama je mnogo manja od one na Suncu - zbog činjenice da je njihov radijus stotine puta veći sa uporedivom masom.
Gustina gasovitog vodonika (najlakši gas) u standardnim uslovima je 0,0899 kg/m³.
Gustina suvog vazduha u standardnim uslovima je 1,293 kg/m³.
Jedan od najtežih gasova, volfram heksafluorid , oko 10 puta teži od vazduha (12,9 kg/m³ na +20°C)
Tečni vodonik pri atmosferskom pritisku i temperaturi od -253 ° C ima gustinu od 70 kg / m³.
Gustoća tekućeg helijuma pri atmosferskom pritisku je 130 kg/m³.
Prosječna gustina ljudskog tijela je od 940-990 kg/m³ pri punom udisanju, do 1010-1070 kg/m³ pri punom izdisaju.
Gustoća slatke vode na 4°C je 1000 kg/m³.
Prosječna gustina Sunca u fotosferi je oko 1410 kg/m³, oko 1,4 puta veća od gustine vode.
Granit ima gustinu od 2600 kg/m³.
Prosječna gustina Zemlje je 5520 kg/m³.
Gustoća željeza je 7874 kg / m³.
Gustoća metalnog uranijuma je 19100 kg / m³.
Gustina zlata je 19320 kg/m³.
Najgušće supstance u standardnim uslovima su metali platinske grupe ( rutenijum , rodijum , paladijum , osmijum , iridijum , platina ). Imaju gustinu od 21.400-22.700 kg / m³.
Gustoća atomskih jezgara je približno 2 · 10 ¹⁷ kg / m³.
Teoretski, gornja granica gustine prema modernom ^{[ kada? ]} fizičkim prikazima je Plankova gustina 5,1⋅10 ⁹⁶ kg / m³.

Gustine astronomskih objekata

Prosječna gustina solarnih nebeskih tijela
sistemi (u g / cm³) ^[3] ^[4] ^[5]

Pogledajte bočnu traku za prosječne gustine nebeskih tijela u Sunčevom sistemu.
Međuplanetarni medij u Sunčevom sistemu je prilično nehomogen i može se mijenjati tokom vremena, njegova gustina u blizini Zemlje je ~ 10 ⁻²¹ ÷ 10 ⁻²⁰ kg / m³.
Gustina međuzvjezdanog medija je ~ 10 ⁻²³ ÷ 10 ⁻²¹ kg / m³.
Gustoća međugalaktičke sredine je 2 × 10 ⁻³⁴ ÷ 5 × 10 ⁻³⁴ kg / m³.
Prosječna gustina crvenih divova je mnogo redova magnitude niža zbog činjenice da je njihov radijus stotinama puta veći od Sunčevog.
Gustina bijelih patuljaka 10 ⁸ ÷ 10 ¹² kg / m³
Gustina neutronskih zvijezda je reda veličine 10 ¹⁷ ÷ 10 ¹⁸ kg/m³.
Prosječna (po zapremini ispod horizonta događaja ) gustina crne rupe zavisi od njene mase i izražava se formulom:

\rho ={\frac {3\,c^{6}}{32\pi M^{2}G^{3}}}.

{\ displaystyle \ rho = {\ frac {3 \, c ^ {6}} {32 \ pi M ^ {2} G ^ {3}}}.}

\ rho = {\ frac {3 \, c ^ {6}} {32 \ pi M ^ {2} G ^ {3}}}.

Prosječna gustina pada obrnuto proporcionalno kvadratu mase crne rupe (ρ ~ M ⁻² ). Dakle, ako crna rupa sa masom reda Sunca ima gustinu od oko 10 ¹⁹ kg / m³, što premašuje nuklearnu gustinu (2 × 10 ¹⁷ kg / m³), onda je supermasivna crna rupa sa masa od 10 ⁹ solarnih masa (postojanje takvih crnih rupa se pretpostavlja u kvazarima ) ima prosječnu gustoću od oko 20 kg/m³, što je znatno manje od gustine vode (1000 kg/m³).

Gustine nekih gasova

Gustina gasova , kg/m³ na NU .
Nitrogen	1,250	Kiseonik	1,429
Amonijak	0,771	Krypton	3,743
Argon	1,784	Xenon	5.851
Vodonik	0,090	Metan	0,717
vodena para (100°C)	0,598	Neon	0.900
Zrak	1.293	Radon	9.81
Volfram heksafluorid	12.9	Ugljen-dioksid	1,977
Helijum	0,178	Hlor	3.164
Dizian	2.38	Etilen	1,260

Da biste izračunali gustinu proizvoljnog idealnog gasa pod proizvoljnim uslovima, možete koristiti formulu izvedenu iz jednadžbe stanja za idealni gas : ^[6]

\rho ={\frac {pM_{mol}}{RT}}

{\ displaystyle \ rho = {\ frac {pM_ {mol}} {RT}}}

{\ displaystyle \ rho = {\ frac {pM_ {mol}} {RT}}}

,

gdje:

$str$ ${\ displaystyle p}$ $str$ - pritisak ,
$M_{mol}$ ${\ displaystyle M_ {mol}}$ ${\ displaystyle M_ {mol}}$ - molarna masa ,
$R$ ${\ displaystyle R}$ $R$ - univerzalna plinska konstanta jednaka približno 8,314 J / (mol K)
$T$ ${\ displaystyle T}$ $T$ - termodinamička temperatura .

Gustine nekih tečnosti

Gustina tečnosti , kg/m³
Petrol	710	Mlijeko	1040
Voda (4°C)	1000	živa (0°C)	13600
Kerozin	820	Dietil eter	714
Glicerol	1260	Etanol	789
Morska voda	1030	Terpentin	860
Maslinovo ulje	920	Aceton	792
Motorno ulje	910	Sumporna kiselina	1835
Ulje	550-1050	Tečni vodonik (-253°C)	70

Gustina nekih vrsta drveta

Gustina drveta , g/cm³
Balsa	0.15	Sibirska jela	0,39
Sequoia evergreen	0.41	Spruce	0,45
Willow	0.46	Alder	0,49
Aspen	0,51	Pine	0,52
Linden	0,53	Divlji kesten	0,56
Jestivi kesten	0,59	Cypress	0,60
Ptičja trešnja	0.61	Hazel	0,63
Orah	0,64	Breza	0,65
Trešnja	0,66	Brijest gladak	0,66
Ariš	0,66	Field javor	0,67
Teak	0,67	Beech	0,68
Kruška	0,69	hrast	0,69
Ljuljanje ( mahagoni )	0,70	Sycamore	0,70
zhoster ( buckthorn )	0,71	Tisa	0,75
Ash	0,75	Šljiva	0,80
Lilac	0,80	Glog	0,80
pecan (lješnjak)	0,83	Sandalovina	0,90
Šimšir	0,96	Ebanovina	1.08
Quebracho	1.21	Lignum vitae	1.28
Cork	0.20

Gustina nekih metala

Vrijednosti gustoće metala mogu varirati u vrlo širokim rasponima: od najniže vrijednosti za litij, koji je lakši od vode, do najveće vrijednosti za osmij, koji je teži od zlata i platine.

Gustina metala , kg/m³
Osmijum	22610^[7]	Rodijum	12410^[8]	Chromium	7190^[9]
Iridijum	22560 ^[10]	Paladij	12020 ^[11]	germanijum	5320 ^[12]
Plutonijum	19840 ^[13]	Olovo	11350 ^[14]	Aluminijum	2700 ^[15]
Platinum	19590 ^[16]	Srebro	10500 ^[17]	Berilijum	1850 ^[18]
Zlato	19300 ^[14]	Nikl	8910 ^[19]	Rubidijum	1530 ^[20]
Uran	19050 ^[21]	Kobalt	8860 ^[22]	Natrijum	0970 ^[23]
Tantal	16650 ^[24]	Bakar	8940 ^[25]	cezijum	1840 ^[26]
Merkur	13530 ^[27]	Iron	7870 ^[28]	Kalijum	860 ^[29]
Rutenijum	12450 ^[30]	Mangan	7440 ^[31]	Lithium	530 ^[32]

Merenje gustine

Za mjerenja gustine koriste se sljedeće:

Piknometar - mjerač prave gustoće
Razne vrste hidrometara - mjerenje gustine tečnosti.
Burik Kaczynski i Bur Zaidelman - instrumenti za mjerenje gustine tla.
Vibracioni mjerač gustoće je uređaj za mjerenje gustine tečnosti i gasa pod pritiskom.

vidi takođe

Pusti medijski fajl

Video tutorijal: gustina materije

Spisak hemijskih elemenata sa njihovom gustinom
Specifična gravitacija
Specifična gravitacija
Relativna gustina
Nasipna gustina
Kondenzacija
Konzistencija ( lat. Consistere - sastoji se) - stanje supstance, stepen mekoće ili gustine ( tvrdoće ) bilo čega - polumeke-polučvrste supstance (ulja, sapuni, boje, malteri, itd...); na primjer, glicerin ima sirupastu konzistenciju.
Konzistometar je uređaj za mjerenje, u konvencionalnim fizičkim jedinicama, konzistencije različitih koloidnih i žele sličnih supstanci, kao i suspenzija i grubo dispergiranih medija, na primjer paste , linimenta , gelova , krema , masti .
Koncentracija čestica
Koncentracija rastvora
Gustina naboja
Jednačina kontinuiteta

Bilješke (uredi)

↑ Takođe se podrazumeva da se region skuplja do tačke, to jest, ne samo da njegov volumen teži nuli (što može biti ne samo kada se region skuplja do tačke, već, na primer, na segment), već takođe teži na nulu i njegov prečnik (maksimalna linearna dimenzija).
↑ Agekyan T.A. Proširenje univerzuma. Model svemira // Zvijezde, galaksije, Metagalaksija. 3rd ed. / Ed. A. B. Vasiljeva. - M .: Nauka , 1982.-- 416 str. - S. 249.
↑ Planetary Fact Sheet (eng.)
↑ Sun Fact Sheet (eng.)
↑ Stern, SA, et al. Sistem Plutona: Početni rezultati njegovog istraživanja od strane New Horizons ( eng.) // Nauka: časopis. - 2015. - Vol. 350 , br. 6258 . - P. 249-352 . - doi : 10.1126 / science.aad1815 .
↑ MECHANICS. MOLEKULARNA FIZIKA. Studijski priručnik za laboratorijske radove br. 1-51, 1-61, 1-71, 1-72 (neodređeno) . Državni tehnološki univerzitet za biljne polimere u Sankt Peterburgu (2014). Datum tretmana: 04.01.2019.
↑ Krebs 2006 , str. 158.
↑ Krebs 2006 , str. 136.
↑ Krebs 2006 , str. 96.
↑ Krebs 2006 , str. 160.
↑ Krebs 2006 , str. 138.
↑ Krebs 2006 , str. 198.
↑ Krebs 2006 , str. 319.
↑ ¹ ² Krebs, 2006 , str. 165.
↑ Krebs 2006 , str. 179.
↑ Krebs 2006 , str. 163.
↑ Krebs 2006 , str. 141.
↑ Krebs 2006 , str. 67.
↑ Krebs 2006 , str. 108.
↑ Krebs 2006 , str. 57.
↑ Krebs 2006 , str. 313.
↑ Krebs 2006 , str. 105.
↑ Krebs 2006 , str. 50.
↑ Krebs 2006 , str. 151.
↑ Krebs 2006 , str. 111.
↑ Krebs 2006 , str. 60.
↑ Krebs 2006 , str. 168.
↑ Krebs 2006 , str. 101.
↑ Krebs 2006 , str. 54.
↑ Krebs 2006 , str. 134.
↑ Krebs 2006 , str. 98.
↑ Krebs 2006 , str. 47.

Književnost

Gustina je članak iz Velike sovjetske enciklopedije . - M.: "Sovjetska enciklopedija", 1975. - T. 20. - S. 49.
Gustina je članak iz Physical Encyclopedia . T. 3, str.
Krebs RE. Istorija i upotreba hemijskih elemenata naše Zemlje: Referentni vodič. 2. izdanje . - Westport : Greenwood Publishing Group , 2006.-- xxv + 422 str. - ISBN 0-313-33438-2 .

Linkovi

[1] Takođe se podrazumeva da se region skuplja do tačke, to jest, ne samo da njegov volumen teži nuli (što može biti ne samo kada se region skuplja do tačke, već, na primer, na segment), već takođe teži na nulu i njegov prečnik (maksimalna linearna dimenzija).

[Агекян-2] Agekyan T.A. Proširenje univerzuma. Model svemira // Zvijezde, galaksije, Metagalaksija. 3rd ed. / Ed. A. B. Vasiljeva. - M .: Nauka , 1982.-- 416 str. - S. 249.

[3] Planetary Fact Sheet (eng.)

[4] Sun Fact Sheet (eng.)

[Stern2015-5] Stern, SA, et al. Sistem Plutona: Početni rezultati njegovog istraživanja od strane New Horizons ( eng.) // Nauka: časopis. - 2015. - Vol. 350 , br. 6258 . - P. 249-352 . - doi : 10.1126 / science.aad1815 .

[6] MECHANICS. MOLEKULARNA FIZIKA. Studijski priručnik za laboratorijske radove br. 1-51, 1-61, 1-71, 1-72 (neodređeno) . Državni tehnološki univerzitet za biljne polimere u Sankt Peterburgu (2014). Datum tretmana: 04.01.2019.

[_087a23abab575da2-7] Krebs 2006 , str. 158.

[_087a1dabab57535e-8] Krebs 2006 , str. 136.

[_16b6547b64708d05-9] Krebs 2006 , str. 96.

[_087a22abab575bd7-10] Krebs 2006 , str. 160.

[_087a1dabab575350-11] Krebs 2006 , str. 138.

[_087a17abab57490e-12] Krebs 2006 , str. 198.

[_08808babab5c7a39-13] Krebs 2006 , str. 319.

[_087a22abab575bd2-14] ¹ ² Krebs, 2006 , str. 165.

[_087a21abab575a0d-15] Krebs 2006 , str. 179.

[_087a22abab575bd4-16] Krebs 2006 , str. 163.

[_087a24abab575f7c-17] Krebs 2006 , str. 141.

[_16b6617b6470a37d-18] Krebs 2006 , str. 67.

[_087a20abab5758b9-19] Krebs 2006 , str. 108.

[_16b6607b6470a1a0-20] Krebs 2006 , str. 57.

[_08808babab5c7a33-21] Krebs 2006 , str. 313.

[_087a20abab5758b4-22] Krebs 2006 , str. 105.

[_16b6607b6470a1a7-23] Krebs 2006 , str. 50.

[_087a23abab575dab-24] Krebs 2006 , str. 151.

[_087a1fabab5756ff-25] Krebs 2006 , str. 111.

[_16b6617b6470a37a-26] Krebs 2006 , str. 60.

[_087a22abab575bdf-27] Krebs 2006 , str. 168.

[_087a20abab5758b0-28] Krebs 2006 , str. 101.

[_16b6607b6470a1a3-29] Krebs 2006 , str. 54.

[_087a1dabab57535c-30] Krebs 2006 , str. 134.

[_16b6547b64708d0b-31] Krebs 2006 , str. 98.

[_16b65f7b64709fd3-32] Krebs 2006 , str. 47.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

Rječnici i enciklopedije	Great Catalan Great Norwegian Veliki Rus Brockhaus i Efron Britannica (online) Treccani Desktop
Regulatorna kontrola	BNF : 119773882 GND : 4204634-8 LCCN : sh85036848 NDL : 00567732

Gustina
$\rho ={\frac {M}{V}}$ ${\ displaystyle \ rho = {\ frac {M} {V}}}$ ${\ displaystyle \ rho = {\ frac {M} {V}}}$
Dimenzija	L ⁻³ M
Jedinice
SI	kg / m³
GHS	g / cm³
Bilješke (uredi)
skalar