Αριθμομηχανή Πυκνότητας

Η πυκνότητα αναφέρεται στην πυκνότητα ενός αντικειμένου ή μιας ουσίας. Μπορείτε να υπολογίσετε την πυκνότητα για ένα αντικείμενο ή ουσία χρησιμοποιώντας αυτήν την εξίσωση: πυκνότητα ανά μέτρο σε κύβους = μάζα σε κιλά διαιρούμενη με τον όγκο σε μέτρα σε κύβους. Γνωστή και ως πυκνότητα, είναι η μάζα που κατανέμεται σε έναν όγκο. Με άλλα λόγια, πυκνότητα είναι ο αριθμός των κιλών που ζυγίζει 1 μέτρο της ουσίας. Μια ουσία που ζυγίζει περισσότερο ανά μέτρο σε κύβους θεωρείται πυκνή.

Η πυκνότητα αναφέρεται στο γεγονός ότι δύο κύβοι ίσου μεγέθους, κατασκευασμένοι από διαφορετικά υλικά, θα ζυγίζουν συνήθως διαφορετικά. Ένας τεράστιος κύβος από φελιζόλ μπορεί να ζυγίζει το ίδιο βάρος με έναν μικροσκοπικό μολύβδινο.

Μερικά παραδείγματα πυκνών υλικών περιλαμβάνουν σίδηρο, μόλυβδο και πλατίνα. Πυκνά υλικά μπορούν να βρεθούν σε πολλούς τύπους μετάλλων και πετρωμάτων. Είναι πιο συνηθισμένο τα πυκνά υλικά να αισθάνονται βαριά ή σκληρά. Εάν το υλικό είναι πολύ μεγάλο, μπορεί να αισθάνεται βαρύ παρόλο που είναι αραιό (το αραιό είναι το αντίθετο του πυκνού). Το φελιζόλ ή το γυαλί, καθώς και τα μαλακά ξύλα όπως το μπαμπού και τα ελαφρά μέταλλα όπως το αλουμίνιο, είναι όλα παραδείγματα αραιών υλικών.

Τα υγρά είναι γενικά πιο πυκνά από τα αέρια, ενώ τα υγρά είναι γενικά λιγότερο πυκνά. Αυτό συμβαίνει επειδή τα στερεά περιέχουν σφιχτά συσκευασμένα σωματίδια και τα υγρά έχουν υλικά που επιτρέπουν στα σωματίδια να ολισθαίνουν το ένα γύρω από το άλλο, ενώ τα αέρια είναι απαλλαγμένα από σωματίδια.

Η πλειονότητα της μάζας στα συνηθισμένα άτομα αποτελείται από νουκλεόνια (πρωτόνια και νουκλεόνια). Αυτό σημαίνει ότι η πυκνότητα της κανονικής ύλης θα επηρεαστεί από το πόσο σφιχτά μπορούμε να τα συσκευάσουμε και επίσης εξαρτάται από την εσωτερική τους ατομική δομή. Το μέταλλο όσμιο είναι το πιο πυκνό υλικό στη γη. Ωστόσο, είναι πολύ λιγότερο πυκνό από την πυκνότητα των εξωτικών αστρονομικών αντικειμένων, όπως τα αστέρια νετρονίων και οι λευκοί νάνοι.

Λίστα με τα πιο πυκνά υλικά:

Πρέπει να σημειωθεί ότι το πλουτώνιο, ένα βιομηχανοποιημένο ισότοπο, παράγεται από ουράνιο και πυρηνικές αντιδράσεις. Ωστόσο, οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει ίχνη πλουτωνίου που απαντά στη φύση.

Το Hassium, αν συνυπολογίσουμε τα κατασκευασμένα στοιχεία είναι το πιο πυκνό. Το Χάσιο είναι ένα χημικό στοιχείο με το σύμβολο Hs και τον ατομικό αριθμό 108. Είναι ραδιενεργό και συνθετικό στοιχείο που συντέθηκε για πρώτη φορά στο Hasse της Γερμανίας. Το μακρύτερο γνωστό σταθερό ισότοπο, το 269Hs, έχει χρόνο ημιζωής περίπου 9,7 δευτερόλεπτα. Η πυκνότητά του υπολογίζεται ότι είναι 40,7 x10^3kg/m^3. Η πυκνότητα του Χασίου οφείλεται στο υψηλό ατομικό του βάρος και στην ουσιαστική μείωση των ιοντικών ακτίνων των στοιχείων της σειράς λανθανιδών. Αυτό είναι γνωστό ως συστολή ακτινιδών και συστολή λανθανιδών.

Το Meitnerium, στοιχείο 109, που πήρε το όνομά του από τη φυσικό Lise Meitner, ακολουθεί το Hassium ως προς την πυκνότητα. Έχει εκτιμώμενη πυκνότητα 37,4 x10^3 kg/m^3.

Αρκεί να γνωρίζουμε ότι η πυκνότητα του νερού είναι 1.000kg/m^3. Όπως συμβαίνει με όλα τα υλικά, η πυκνότητα του νερού αλλάζει με τη θερμοκρασία. Το νερό αποτελεί εξαίρεση, αν και δεν είναι σημαντική. Ο γενικός κανόνας είναι ότι η πυκνότητα του νερού μειώνεται όσο αυξάνεται η θερμοκρασία. Ωστόσο, το νερό συμπεριφέρεται διαφορετικά στην περιοχή μεταξύ 0 και 4 βαθμών Κελσίου.

Όταν το νερό έρχεται σε θερμοκρασία δωματίου, γίνεται πυκνό. Στους 4 βαθμούς Κελσίου, το νερό φτάνει στην υψηλότερη πυκνότητά του. Γιατί είναι σημαντικό? Καθιστά δύσκολο για τις λίμνες το χειμώνα να παγώσουν εντελώς. Επειδή το νερό στους 4°C είναι το πιο ζεστό, βυθίζεται στον πάτο. Το νερό στους 4 βαθμούς Κελσίου είναι το πιο κρύο και παραμένει στην επιφάνεια της λίμνης, μετατρέποντας σε πάγο. Αυτό το φαινόμενο σε συνδυασμό με τη χαμηλή θερμική αγωγιμότητα του πάγου βοηθά να διατηρείται ο πυθμένας της λίμνης παγωμένος, ώστε τα ψάρια να μπορούν να επιβιώσουν. Αυτή είναι η ίδια αρχή που πιστεύουν οι επιστήμονες βοήθησε να ξεκινήσει η ζωή στη Γη. Η ζωή δεν θα είχε την ευκαιρία αν το νερό είχε παγώσει από τον πυθμένα.

Άλλοι παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν την πυκνότητα του νερού. Εξαρτάται από το αν είναι νερό βρύσης, γλυκό νερό ή αλμυρό νερό. Κάθε διαλυμένο σωματίδιο στο νερό μπορεί να επηρεάσει την πυκνότητά του.

Η πυκνότητα μιας ουσίας είναι η ποσότητα υλικού που έχει ανά μονάδα όγκου. Εάν το υλικό καταλαμβάνει τον ίδιο όγκο, ένα υλικό μεγαλύτερης πυκνότητας θα είναι βαρύτερο από ένα άλλο υλικό χαμηλότερης πυκνότητας.

Η πυκνότητα μπορεί να περιγραφεί ως η μάζα διαιρεμένη με τον όγκο. d = m / v, Σε μορφή εξίσωσης, d είναι η πυκνότητα, ενώ το m είναι μάζα και v είναι η ποσότητα ενός αντικειμένου. Η τυπική μονάδα είναι kg/m^3.

Ο Κρόνος έχει τη χαμηλότερη πυκνότητα από τους οκτώ πλανήτες του Ηλιακού μας Συστήματος. Αυτό είναι 687 kg/m^3. Αυτή είναι μικρότερη από την πυκνότητα του νερού στα 1.000 kg/m^3. Αυτό είναι πολύ μικρότερο από την ισχυρή>πυκνότητα νερού/ισχυρό> στα 1.000 kg/m^3.

Το όσμιο έχει πυκνότητα 22.590 kg/m^3. Είναι το πιο πυκνό στοιχείο στον περιοδικό πίνακα. Χρησιμοποιείται στην κατασκευή μύτης στυλό, ηλεκτρικών επαφών και άλλων εφαρμογών υψηλής φθοράς.