Birçok endüstrinin yanı sıra inşaat ve tarımda da “malzeme yoğunluğu” kavramı kullanılmaktadır. Bu, bir maddenin kütlesinin kapladığı hacme oranı olan hesaplanmış bir miktardır. Örneğin beton için bu parametreyi bilen inşaatçılar, çeşitli betonarme yapıları dökerken gerekli miktarı hesaplayabilir: yapı blokları, tavanlar, monolitik duvarlar, sütunlar, koruyucu lahitler, yüzme havuzları, savaklar ve diğer nesneler.

Yoğunluk nasıl belirlenir

Yapı malzemelerinin yoğunluğunu belirlerken çeşitli maddeler için bu değerleri veren özel referans tablolarını kullanabileceğinizi unutmamak önemlidir. Referans materyallere erişimin olmadığı durumlarda bu tür verilerin pratikte elde edilmesini mümkün kılan hesaplama yöntemleri ve algoritmalar da geliştirilmiştir.

Yoğunluk şu şekilde belirlenir:

• bir hidrometre cihazına sahip sıvı gövdeler (örneğin, bir araba aküsünün elektrolit parametrelerinin ölçülmesinde iyi bilinen bir işlem);
• katı ve sıvı maddeler için başlangıç ​​kütle ve hacim verileri bilinen bir formül kullanılır.

Elbette tüm bağımsız hesaplamalarda yanlışlıklar olacaktır, çünkü vücudun düzensiz bir şekle sahip olması durumunda hacmi güvenilir bir şekilde belirlemek zordur.

Yoğunluk ölçümlerindeki hatalar

• Hata sistematiktir. Aynı parametrenin birden fazla ölçümü sürecinde sürekli olarak ortaya çıkar veya belirli bir yasaya göre değişebilir. Cihaz ölçeğinin hatası, cihazın düşük hassasiyeti veya hesaplama formüllerinin doğruluk derecesi ile ilişkilidir. Yani örneğin ağırlıklar kullanılarak vücut kütlesinin belirlenmesi ve kaldırma kuvvetinin etkisi göz ardı edilerek veriler yaklaşık olarak elde edilir.
• Hata rastgeledir. Gelen nedenlerden kaynaklanır ve belirlenen verilerin güvenirliği üzerinde farklı bir etkiye sahiptir. Ortam sıcaklığındaki, atmosferik basınçtaki, oda titreşimlerindeki, görünmez radyasyondaki ve hava titreşimlerindeki değişikliklerin tümü ölçümlere yansır. Bu tür bir etkiden tamamen kaçınmak imkansızdır.

• Değerlerin yuvarlanmasında hata. Formüllerin hesaplanmasında ara veriler elde edilirken, sayılar genellikle ondalık noktadan sonra birçok anlamlı rakama sahiptir. Bu karakterlerin sayısını sınırlama ihtiyacı bir hatanın ortaya çıktığı anlamına gelir. Bu yanlışlık, ara hesaplamalarda nihai sonucun gerektirdiğinden birkaç kat daha fazla sayı bırakılarak kısmen azaltılabilir.
• İhmal hataları (kaçırmalar), hatalı hesaplamalar, ölçüm limitlerinin veya cihazın bir bütün olarak yanlış dahil edilmesi, kontrol kayıtlarının okunamaması nedeniyle ortaya çıkar. Bu şekilde elde edilen veriler benzer şekilde yapılan hesaplamalardan büyük ölçüde farklı olabilir. Bu nedenle bunların kaldırılması ve işin yeniden yapılması gerekir.

Gerçek Yoğunluk Ölçümü

Bir yapı malzemesinin yoğunluğunu değerlendirirken gerçek değerini dikkate almanız gerekir. Yani, birim hacimdeki bir maddenin yapısı kabuk, boşluk ve yabancı kalıntı içermediğinde. Uygulamada, örneğin betonun bir kalıba dökülmesi durumunda mutlak bir tekdüzelik yoktur. Doğrudan malzemenin yoğunluğuna bağlı olan gerçek gücünü belirlemek için aşağıdaki işlemler gerçekleştirilir:

• Yapı toz haline gelinceye kadar ezilir. Bu aşamada gözenekler giderilir.
• 100 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda kurutun ve numuneden kalan nemi giderin.
• Oda sıcaklığına soğutun ve toza homojenlik kazandıracak şekilde 0,20 x 0,20 mm gözenek boyutuna sahip ince bir elekten geçirin.
• Ortaya çıkan numune yüksek hassasiyetli bir elektronik terazide tartılır. Hacim, bir hacim ölçerde sıvı bir yapıya daldırılarak ve yer değiştiren sıvının ölçülmesiyle hesaplanır (piknometrik analiz).

Hesaplama aşağıdaki formüle göre yapılır:

burada m numunenin g cinsinden kütlesidir;

V cm3 cinsinden hacim değeridir.

Çoğunlukla kg/m3 cinsinden yoğunluk ölçümü uygulanabilir.

Ortalama malzeme yoğunluğu

Yapı malzemelerinin gerçek çalışma koşullarında nem, pozitif ve negatif sıcaklıklar ve mekanik yüklerin etkisi altında nasıl davrandığını belirlemek için ortalama yoğunluğu kullanmanız gerekir. Malzemelerin fiziksel durumunu karakterize eder.

Gerçek yoğunluk sabit bir değerse ve yalnızca maddenin kristal kafesinin kimyasal bileşimine ve yapısına bağlıysa, o zaman ortalama yoğunluk yapının gözenekliliği tarafından belirlenir. Homojen durumdaki bir malzemenin kütlesinin, doğal koşullar altında kaplanan alanın hacmine oranını temsil eder.

Ortalama yoğunluk, mühendise elemanların yapımında kullanılan mekanik dayanım, nem emme oranı, ısıl iletkenlik katsayısı ve diğer önemli faktörler hakkında fikir verir.

Yığın yoğunluğu kavramı

Dökme yapı malzemelerinin (kum, çakıl, genişletilmiş kil vb.) analizi için tanıtıldı. Gösterge, bir yapı karışımının belirli bileşenlerinin uygun maliyetli kullanımının hesaplanması için önemlidir. Bir maddenin kütlesinin gevşek yapıda kapladığı hacme oranını gösterir.

Örneğin malzemenin tane şekli ve tanelerin ortalama yoğunluğu biliniyorsa boşluk parametresini belirlemek kolaydır. Beton üretirken, kuru maddenin gözenekliliği daha az olan bir dolgu maddesi (çakıl, kırma taş, kum) kullanılması daha tavsiye edilir, çünkü onu doldurmak için temel çimento malzemesi kullanılacaktır, bu da maliyeti artıracaktır.

Bazı malzemelerin yoğunluk göstergeleri

Hesaplanan verileri bazı tablolardan alırsak, o zaman bunlarda:

• kalsiyum, silikon ve alüminyum oksit içeren malzemeler m3 başına 2400 ila 3100 kg arasında değişmektedir.
• Selüloz bazlı ağaç türleri - m3 başına 1550 kg.
• Organikler (karbon, oksijen, hidrojen) - m3 başına 800-1400 kg.
• Metaller: çelik - 7850, alüminyum - 2700, kurşun - m3 başına 11300 kg.

Modern bina inşaat teknolojilerinde malzeme yoğunluk göstergesi, taşıyıcı yapıların mukavemeti açısından önemlidir. Tüm ısı yalıtım ve nem geçirmezlik fonksiyonları, kapalı hücre yapısına sahip düşük yoğunluklu malzemelerle gerçekleştirilir.

İnsanlar günlük yaşamda “kitle” kelimesiyle çok sık karşılaşmaktadır. Ürün ambalajının üzerinde yazıyor ve çevremizdeki tüm nesnelerin de kendine özgü bir kütlesi var.

Tanım 1

Kütle genellikle bir vücutta bulunan madde miktarını gösteren fiziksel bir miktar olarak anlaşılır.

Fizik dersinden tüm maddelerin kurucu elementlerden oluştuğunu biliyoruz: atomlar ve moleküller. Farklı maddelerde atom ve moleküllerin kütleleri aynı değildir, dolayısıyla bir cismin kütlesi çok küçük parçacıkların özelliklerine bağlıdır. Bir cisimdeki atomların daha yoğun düzenlenmesinin toplam kütleyi arttırdığının ve bunun tersinin de geçerli olduğu açık olan bir ilişki vardır.

Şu anda kütleyi karakterize etmek için kullanılabilecek maddenin farklı özellikleri vardır:

• vücudun hızı değiştiğinde direnme yeteneği;
• vücudun başka bir nesneye çekilme yeteneği;
• belirli bir gövdedeki parçacıkların kantitatif bileşimi;
• vücudun yaptığı iş miktarı.

Vücut ağırlığının sayısal değeri her durumda aynı seviyede kalır. Problemleri çözerken, kütlenin maddenin hangi özelliğini yansıttığına bağlı olmadığından vücut kütlesinin sayısal değeri aynı alınabilir.

Eylemsizlik

İki tür kitle vardır:

• atıl kütle;
• yerçekimi kütlesi.

Bir cismin hızını değiştirme girişimlerine karşı gösterdiği dirence atalet denir. Eylemsizlik kütleleri farklı olduğundan, tüm cisimler başlangıç ​​hızlarını aynı kuvvetle değiştiremez. Bazı cisimler, kendilerini çevreleyen diğer cisimlerin aynı etkisi altında hızlarını hızlı bir şekilde değiştirebilirken, diğerleri aynı koşullar altında bunu yapamazlar, yani ilk cisimlerden gözle görülür derecede daha yavaş hız değiştirirler.

Atalet vücut kütle özelliklerine göre değişir. Hızını daha yavaş değiştiren bir cismin kütlesi büyük olur. Bir cismin eylemsizliğinin bir ölçüsü, nesnenin eylemsizlik kütlesidir. İki cisim birbiriyle etkileşime girdiğinde her iki cismin hızı değişir. Bu durumda cisimlerin ivme kazandığını söylemek gelenekseldir.

$\frac(a_1)(a_2) = \frac(m_2)(m_1)$

Birbirleriyle etkileşen cisimlerin ivme modüllerinin oranı kütlelerinin ters oranına eşittir.

Not 1

Yerçekimi kütlesi, cisimlerin yerçekimsel etkileşiminin bir ölçüsüdür. Atalet ve yerçekimi kütlesi birbiriyle orantılıdır. Yerçekimi ve eylemsizlik kütlelerinin eşitliği, bir orantı katsayısı seçilerek elde edilir. Bire eşit olmalıdır.

Kütle SI birimleri cinsinden kilogram (kg) cinsinden ölçülür.

Kütlenin özellikleri

Kütlenin birkaç temel özelliği vardır:

• her zaman olumludur;
• bir cisimler sisteminin kütlesi, bu sisteme dahil olan cisimlerin kütlelerinin toplamına eşittir;
• klasik mekanikte kütle, cismin hareket hızına ve doğasına bağlı değildir;
• Kapalı bir sistemin kütlesi, cisimlerin birbirleriyle çeşitli etkileşimleri durumunda korunur.

Kütlenin değerini ölçmek için uluslararası düzeyde bir kütle standardı kabul edildi. Kilogram denir. Standart Fransa'da saklanmaktadır ve yüksekliği ve çapı 39 milimetre olan metal bir silindirdir. Standart, bir bedenin başka bir bedene çekilme yeteneğini yansıtan bir değerdir.

SI sistemindeki kütle, Latince küçük harf $m$ ile gösterilir. Kütle skaler bir büyüklüktür.

Pratikte kütleyi belirlemenin birkaç yolu vardır. En sık kullanılan yöntem vücudun terazide tartılmasıdır. Yerçekimi kütlesi bu şekilde ölçülür. Farklı ölçek türleri vardır:

• elektronik:
• kaldıraç;
• bahar.

Vücut ağırlığının terazide tartılarak ölçülmesi en eski yöntemdir. 4 bin yıl önce Eski Mısır sakinleri tarafından kullanılıyordu. Günümüzde terazi tasarımları farklı şekil ve boyutlara sahiptir. Ultra küçük şekillerin yanı sıra çok tonlu kargoların vücut ağırlığını belirlemenize olanak tanır. Bu tür teraziler genellikle ulaşım veya endüstriyel işletmelerde kullanılır.

Maddenin yoğunluğu kavramı

Tanım 2

Yoğunluk, belirli bir maddenin birim hacminin kütlesi ile belirlenen skaler bir fiziksel miktardır.

$\rho = \frac(m)(V)$

Bir maddenin yoğunluğu ($\rho$), bir $m$ cismi veya maddenin kütlesinin, bu cismin veya maddenin kapladığı $V$ hacmine oranıdır.

Vücut yoğunluğunun SI birimi kg/m $^(3)$'dır.

Not 2

Bir maddenin yoğunluğu, maddeyi oluşturan atomların kütlesine ve maddedeki moleküllerin paketleme yoğunluğuna bağlıdır.

Bir cismin yoğunluğu çok sayıda atomun etkisi altında artar. Bir maddenin farklı toplanma durumları, belirli bir maddenin yoğunluğunu önemli ölçüde değiştirir.

Katıların yoğunluğu yüksektir çünkü bu durumda atomlar çok sıkı paketlenmiştir. Aynı maddeyi sıvı bir toplanma halinde düşünürsek, yoğunluğu azalacak, ancak yaklaşık olarak karşılaştırılabilir bir seviyede kalacaktır. Gazlarda, bir maddenin molekülleri birbirinden mümkün olduğu kadar uzaktadır, dolayısıyla bu düzeydeki toplanmada atomların paketlenmesi çok düşüktür. Maddeler en düşük yoğunluğa sahip olacaktır.

Şu anda araştırmacılar çeşitli maddelerin yoğunluklarına ilişkin özel tablolar hazırlıyorlar. En yüksek yoğunluğa sahip metaller osmiyum, iridyum, platin ve altındır. Tüm bu malzemeler kusursuz dayanıklılıklarıyla ünlüdür. Alüminyum, cam, beton için ortalama yoğunluk değerleri - bu malzemeler özel teknik özelliklere sahiptir ve sıklıkla inşaatta kullanılır. Kuru çam ve mantar en düşük yoğunluk değerlerine sahip olduğundan suda batmazlar. Suyun yoğunluğu metreküp başına 1000 kilogramdır.

Bilim insanları, Evrendeki ortalama madde yoğunluğunu belirlemek için yeni hesaplama yöntemlerini kullanabildiler. Deneylerin sonuçları, temelde dış uzayın seyrekleştiğini, yani neredeyse hiç yoğunluk olmadığını - metreküp başına yaklaşık altı atom olduğunu gösterdi. Bu, bu yoğunluktaki kütle değerlerinin de benzersiz olacağı anlamına gelir.

TANIM

Yoğunluk bir cismin kütlesinin kapladığı hacme oranı olarak tanımlanan skaler bir fiziksel niceliktir.

Bu miktar genellikle Yunan harfi r veya Latin harfleri D ile gösterilir ve D. SI sisteminde yoğunluk ölçüm birimi genellikle kg/m3, GHS'de ise g/cm3 olarak kabul edilir.

Yoğunluk aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

Belirli bir gazın kütlesinin, aynı hacimde, aynı sıcaklıkta ve aynı basınçta alınan başka bir gazın kütlesine oranına, birinci gazın ikinciye göreli yoğunluğu denir.

Örneğin, normal koşullar altında, 1 litre hacimdeki karbondioksit kütlesi 1,98 g'dır ve aynı hacimdeki ve aynı koşullar altındaki hidrojenin kütlesi 0,09 g'dır, bundan hidrojen ile karbondioksit yoğunluğu artacaktır. şöyle olsun: 1,98 / 0,09 = 22.

Bir maddenin yoğunluğu nasıl hesaplanır

Bağıl gaz yoğunluğunu m 1 / m 2'yi D harfiyle gösterelim.

Bu nedenle, bir gazın molar kütlesi, başka bir gaza göre yoğunluğunun ikinci gazın molar kütlesi ile çarpımına eşittir.

Çoğu zaman çeşitli gazların yoğunlukları, tüm gazların en hafifi olan hidrojene göre belirlenir. Hidrojenin molar kütlesi 2,0158 g/mol olduğundan, bu durumda molar kütlelerin hesaplanmasına yönelik denklem şu şekli alır:

veya hidrojenin molar kütlesini 2'ye yuvarlarsak:

Örneğin, bu denklemi kullanarak, yukarıda belirtildiği gibi hidrojenin yoğunluğu 22 olan karbondioksitin molar kütlesini hesapladığımızda şunları buluruz:

M(C02) = 2 × 22 = 44 g/mol.

Problem çözme örnekleri

ÖRNEK 1

Egzersiz yapmak	250 ml 0,7 M çözelti hazırlamak için gerekli olan su hacmini ve sodyum klorür NaCl kütlesini hesaplayın. Çözeltinin yoğunluğunu 1 g/cm olarak alın. Bu çözeltideki sodyum klorürün kütle oranı nedir?
Çözüm	Bir çözeltinin molar konsantrasyonunun 0,7 M'ye eşit olması, 1000 ml çözeltinin 0,7 mol tuz içerdiğini gösterir. Daha sonra bu çözeltinin 250 ml'sindeki tuz maddesi miktarını öğrenebilirsiniz: n(NaCl) = V çözeltisi (NaCl) × CM (NaCl); n(NaCl) = 250 × 0,7 / 1000 = 0,175 mol. 0,175 mol sodyum klorürün kütlesini bulalım: M(NaCl) = Ar(Na) + Ar(Cl) = 23 + 35,5 = 58,5 g/mol. m(NaCl) = n(NaCl) × M(NaCl); m(NaCl) = 0,175 × 58,5 = 10,2375 g. 250 ml 0,7 M sodyum klorür çözeltisi elde etmek için gereken su kütlesini hesaplayalım: r = m çözüm / V; m çözüm = V ×r = 250 × 1 = 250 g. m(H20) = 250 - 10,2375 = 239,7625 g.
Cevap	Suyun kütlesi 239,7625 g, yoğunluğu 1 g/cm olduğundan hacmi aynı değerdedir.

ÖRNEK 2

Egzersiz yapmak	150 ml 0,5 M çözelti hazırlamak için gerekli olan su hacmini ve potasyum nitrat KNO3 kütlesini hesaplayın. Çözeltinin yoğunluğunu 1 g/cm olarak alın. Böyle bir çözeltideki potasyum nitratın kütle oranı nedir?
Çözüm	0,5 M'ye eşit bir çözeltinin molar konsantrasyonu, 1000 ml çözeltinin 0,7 mol tuz içerdiğini gösterir. Daha sonra bu çözeltinin 150 ml'sindeki tuz maddesi miktarını öğrenebilirsiniz: n(KNO 3) = V çözümü (KNO 3) × C M (KNO 3); n(KNO 3) = 150 × 0,5 / 1000 = 0,075 mol. 0,075 mol potasyum nitratın kütlesini bulalım: M(KNO 3) = Ar(K) + Ar(N) + 3×Ar(O) = 39 + 14 + 3×16 = 53 + 48 = 154 g/mol. m(KNO 3) = n(KNO 3) × M(KNO 3); m(KNO 3) = 0,075 × 154 = 11,55 g. 150 ml 0,5 M potasyum nitrat çözeltisi elde etmek için gereken su kütlesini hesaplayalım: r = m çözüm / V; m çözüm = V ×r = 150 ×1 = 150 g. m(H20) = m çözeltisi - m(NaCl); m(H20) = 150 - 11,55 = 138,45 g.
Cevap	Suyun kütlesi 138,45 gr, yoğunluğu 1 gr/cm olduğundan hacmi aynı değerdedir.

Yoğunluk, bir miktarın diğerine dağılımının yoğunluğudur.

Terim birkaç farklı kavramı birleştirir, örneğin: maddenin yoğunluğu; optik yoğunluk; nüfus yoğunluğu; bina yoğunluğu; yangın yoğunluğu ve diğerleri. Tahribatsız muayeneyle ilgili iki kavrama bakalım.

1. Maddenin yoğunluğu.

Fizikte bir maddenin yoğunluğu, bu maddenin normal koşullar altında birim hacimde bulunan kütlesidir. Farklı maddelerden yapılmış aynı hacimdeki cisimler, yoğunluklarını karakterize eden farklı kütlelere sahiptir. Örneğin, dökme demir ve alüminyumdan yapılmış aynı boyuttaki iki küpün ağırlık ve yoğunlukları farklı olacaktır.

Bir cismin yoğunluğunu hesaplamak için kütlesini doğru bir şekilde belirlemeniz ve onu bu cismin tam hacmine bölmeniz gerekir.

kg/m3
— Birimler
uluslararası yoğunluk
birim sistemi (SI)

gr/cm3
— Birimler
GHS sistemindeki yoğunluk

Yoğunluğu hesaplamak için bir formül türetelim.

Örneğin betonun yoğunluğunu belirleyelim. Ağırlığı 2,3 kg olan ve bir kenarı 10 cm olan bir beton küp alalım. Küpün hacmini hesaplayalım.

Verileri formülde değiştirin.

2.300 kg/m3 yoğunluk elde ediyoruz.

Bir maddenin yoğunluğu neye bağlıdır?

Bir maddenin yoğunluğu sıcaklığa bağlıdır. Yani çoğu durumda sıcaklık azaldıkça yoğunluk artar. İstisnalar su, dökme demir, bronz ve belirli bir sıcaklık aralığında farklı davranan diğer bazı maddelerdir. Örneğin suyun maksimum yoğunluğu 4°C'dedir. Sıcaklık arttıkça veya azaldıkça yoğunluk azalacaktır.

Bir maddenin yoğunluğu, toplanma durumu değiştiğinde de değişir. Bir maddenin gaz halinden sıvı hale ve daha sonra katı hale geçmesiyle aniden büyür. Burada da istisnalar vardır: Katılaşma sırasında suyun, bizmutun, silikonun ve diğer bazı maddelerin yoğunluğu azalır.

Bir maddenin yoğunluğu nasıl ölçülür?

Çeşitli maddelerin yoğunluğunu ölçmek için özel alet ve cihazlar kullanılır. Böylece sıvıların yoğunluğu ve çözeltilerin konsantrasyonu çeşitli hidrometrelerle ölçülür. Katıların, sıvıların ve gazların yoğunluğunu ölçmek için çeşitli piknometre türleri tasarlanmıştır.

2. Optik yoğunluk.

Fizikte optik yoğunluk, şeffaf malzemelerin ışığı absorbe etme ve opak malzemelerin onu yansıtma yeteneğidir. Bu kavram çoğu durumda, çeşitli maddelerin katmanlarından ve filmlerinden geçerken ışık radyasyonunun zayıflama derecesini karakterize eder.

Optik yoğunluk genellikle bir nesneye gelen radyasyon akısının, nesnenin içinden geçen veya ondan yansıyan akıya oranının ondalık logaritması olarak ifade edilir:

Optik yoğunluk = logaritma (bir nesne üzerindeki radyasyon akısı olayı, burada D - optik yoğunluk; F 0 - bir nesne üzerindeki radyasyon akısı olayı; F - bir nesneden geçen veya ondan yansıyan radyasyon akısı).

KRİSTAL FİZİĞİ

KRİSTALLERİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ

Yoğunluk

Yoğunluk, homojen bir madde için birim hacminin kütlesi ile belirlenen fiziksel bir miktardır. Homojen olmayan bir madde için belirli bir noktadaki yoğunluk, hacim bu noktaya kadar daraldığında cismin kütlesinin (m) hacmine (V) oranının sınırı olarak hesaplanır. Heterojen bir maddenin ortalama yoğunluğu m/V oranıdır.

Bir maddenin yoğunluğu kütlesine bağlıdır atomlar oluştuğu ve maddedeki atomların ve moleküllerin paketleme yoğunluğuna bağlıdır. Atomların kütlesi ne kadar büyük olursa yoğunluk da o kadar büyük olur.

Ancak aynı maddenin farklı toplanma durumlarını düşünürsek yoğunluğunun farklı olacağını görürüz!

Katı, şeklin stabilitesi ve denge konumları etrafında küçük titreşimler gerçekleştiren atomların termal hareketinin doğası ile karakterize edilen bir maddenin toplanma durumudur. Kristaller, atomların denge konumlarının düzenlenmesindeki uzaysal periyodiklik ile karakterize edilir. Amorf cisimlerde atomlar rastgele konumlanmış noktalar etrafında titreşir. Klasik kavramlara göre, bir katının kararlı durumu (minimum potansiyel potansiyel enerji ile) kristaldir. Amorf bir cisim yarı kararlı bir durumdadır ve zamanla kristalin bir duruma dönüşmesi gerekir, ancak kristalleşme süresi genellikle o kadar uzundur ki, meta kararlılık hiç görünmez.

Atomlar birbirine sıkı sıkıya bağlıdır ve çok sıkı bir şekilde paketlenmiştir. Bu nedenle katı haldeki bir madde en yüksek yoğunluğa sahiptir.

Sıvı hal, maddenin toplam hallerinden biridir. Bir sıvının onu diğer toplanma durumlarından ayıran ana özelliği, hacmini pratik olarak korurken, isteğe bağlı olarak küçük olsa bile mekanik gerilimlerin etkisi altında şeklini süresiz olarak değiştirebilme yeteneğidir.

Sıvı hal genellikle katı ile katı arasında bir ara madde olarak kabul edilir. gaz: Gaz ne hacmini ne de şeklini korur, ancak katı her ikisini de korur.

Sıvı cisimlerin şekli tamamen veya kısmen yüzeylerinin elastik bir zar gibi davranmasıyla belirlenebilir. Böylece su damlalar halinde birikebilir. Ancak bir sıvı, sabit yüzeyinin altında bile akma kabiliyetine sahiptir ve bu aynı zamanda formun (sıvı cismin iç kısımlarının) korunmadığı anlamına da gelir.

Atomların ve moleküllerin paketleme yoğunluğu hala yüksektir, dolayısıyla sıvı haldeki bir maddenin yoğunluğu katı halden çok farklı değildir.

Gaz, kendisini oluşturan parçacıklar (moleküller, atomlar veya iyonlar) arasındaki çok zayıf bağların yanı sıra yüksek hareketlilikleriyle karakterize edilen bir maddenin toplanma durumudur. Gaz parçacıkları, hareketlerinin doğasında keskin bir değişikliğin meydana geldiği çarpışmalar arasındaki aralıklarda neredeyse serbestçe ve kaotik bir şekilde hareket eder.

Bir maddenin, aynı maddenin kararlı bir sıvı veya katı fazının varlığının mümkün olduğu koşullar altında gaz halindeki durumuna genellikle buhar denir.

Sıvılar gibi gazlar da akışkanlığa sahiptir ve deformasyona karşı dayanıklıdır. Sıvıların aksine, gazların sabit bir hacmi yoktur ve serbest bir yüzey oluşturmazlar, ancak mevcut hacmin tamamını (örneğin bir kap) doldurma eğilimindedirler.

Gaz halindeki durum, Evrendeki maddenin en yaygın halidir (yıldızlararası madde, bulutsular, yıldızlar, gezegen atmosferleri vb.). Gazların ve karışımlarının kimyasal özellikleri çok çeşitlidir - düşük aktif inert gazlardan patlayıcı gaz karışımlarına kadar. Gazlar bazen yalnızca atom ve molekül sistemlerini değil aynı zamanda diğer parçacık sistemlerini de (fotonlar, elektronlar, Brown parçacıkları ve plazma) içerir.

Sıvı moleküllerin kesin bir konumu yoktur ancak aynı zamanda tam bir hareket özgürlüğüne de sahip değildirler. Aralarında onları yakın tutacak kadar güçlü bir çekim vardır.

Moleküllerin birbirleriyle bağları çok zayıftır ve birbirlerinden uzaklaşırlar. Paketleme yoğunluğu çok düşüktür, bu nedenle madde gaz halindedir

düşük yoğunluğa sahiptir.

2. Yoğunluk türleri ve ölçü birimleri

Yoğunluk SI sisteminde kg/m³, GHS sisteminde g/cm³ cinsinden ölçülür, geri kalanı (g/ml, kg/l, 1 t/ M3) – türevler.

Tanecikli ve gözenekli cisimler için şunlar vardır:

Boşluklar dikkate alınmadan belirlenen gerçek yoğunluk

Bir maddenin kütlesinin kapladığı hacmin tamamına oranı olarak hesaplanan görünür yoğunluk

3. Yoğunluğu bulma formülü

Yoğunluk aşağıdaki formülle bulunur:

Dolayısıyla bir maddenin yoğunluğunun sayısal değeri, o maddenin birim hacminin kütlesini gösterir. Örneğin yoğunluk dökme demir 7 kg/dm3. Bu, 1 dm3 dökme demirin kütlesinin 7 kg olduğu anlamına gelir. Tatlı suyun yoğunluğu 1 kg/l'dir. Bu nedenle 1 litre suyun kütlesi 1 kg'a eşittir.

Gazların yoğunluğunu hesaplamak için aşağıdaki formülü kullanabilirsiniz:

burada M gazın molar kütlesidir, Vm molar hacimdir (normal koşullar altında 22,4 l/mol'e eşittir).

4. Yoğunluğun sıcaklığa bağlılığı

Kural olarak, sıcaklık düştükçe yoğunluk artar, ancak yoğunluğu farklı davranan maddeler (örneğin su, bronz ve dökme demir) olmasına rağmen. Böylece suyun yoğunluğu 4 °C'de maksimum değere sahip olur ve hem artan hem de azalan sıcaklıkla azalır.

Toplanma durumu değiştiğinde, maddenin yoğunluğu aniden değişir: gaz halinden sıvıya geçiş sırasında ve sıvı katılaştığında yoğunluk artar. Doğru, su bu kuralın bir istisnasıdır; katılaştıkça yoğunluğu azalır.

Çeşitli doğal nesneler için yoğunluk çok geniş bir aralıkta değişir. Galaksiler arası ortam en düşük yoğunluğa sahiptir (ρ ~ 10-33 kg/m³). Yıldızlararası ortamın yoğunluğu yaklaşık 10-21 kg/M3'tür. Güneş'in ortalama yoğunluğu suyun yoğunluğundan yaklaşık 1,5 kat daha fazla olup 1000 kg/M3'e eşit olup, Dünya'nın ortalama yoğunluğu 5520 kg/M3'tür. Osmiyum metaller arasında en yüksek yoğunluğa sahiptir (22.500 kg/M3) ve nötron yıldızlarının yoğunluğu 1017÷1018 kg/M3 mertebesindedir.

5. Bazı gazların yoğunlukları

- Gazların ve buharların yoğunluğu (0° C, 101325 Pa), kg/m³

Oksijen 1.429

Amonyak 0,771

Kripton 3.743

Argon 1.784

Ksenon 5.851

Hidrojen 0,090

Metan 0,717

Su buharı (100°C) 0,598

Hava 1.293

Karbondioksit 1.977

Helyum 0,178

Etilen 1.260

- Bazı ağaç türlerinin yoğunluğu

Ahşap yoğunluğu, g/cm³

Balza 0.15

Sibirya köknarı 0,39

Sekoya yaprak dökmeyen 0,41

At kestanesi 0.56

Yenilebilir kestane 0,59

Selvi 0.60

Kuş kirazı 0,61

Ela 0.63

Ceviz 0,64

Huş ağacı 0.65

Pürüzsüz karaağaç 0,66

Karaçam 0.66

Tarla akçaağacı 0,67

Tik 0,67

Switenia (Maun) 0,70

Çınar 0.70

Zhoster (topalak) 0,71

Leylak 0.80

Alıç 0.80

Ceviz (cariah) 0,83

Sandal ağacı 0.90

Şimşir 0,96

Abanoz hurması 1.08

Quebracho'nun 1.21

Gweyakum veya geri çekilme 1.28

- Yoğunlukmetaller(20°C'de) t/M3

Alüminyum 2.6889

Volfram 19.35

Grafit 1,9 - 2,3

Ütü 7.874

Altın 19.32

Potasyum 0,862

Kalsiyum 1.55

Kobalt 8.90

Lityum 0,534

Magnezyum 1.738

Bakır 8.96

Sodyum 0,971

Nikel 8.91

Teneke(beyaz) 7,29

Platin 21.45

Plütonyum 19.25

Yol göstermek 11.336

Gümüş 10,50

Titan 4.505

Sezyum 1.873

Zirkonyum 6.45

- Alaşımların yoğunluğu (20°C'de) t/M3

Bronz 7,5 - 9,1

Ahşap Alaşımı 9.7

Duralümin 2,6 - 2,9

Köstence 8.88

Pirinç 8,2 - 8,8

Nikrom 8.4

Platin-iridyum 21.62

Çelik 7,7 - 7,9

Paslanmaz çelik (ortalama) 7,9 - 8,2

kaliteler 08Х18Н10Т, 10Х18Н10Т 7,9

kaliteler 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т 8

kaliteler 06ХН28МТ, 06ХН28МДТ 7,95

kaliteler 08Х22Н6Т, 12Х21Н5Т 7,6

Beyaz dökme demir 7,6 - 7,8

Gri dökme demir 7,0 - 7,2