Μετάβαση στο περιεχόμενο

Πυκνότητα

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια

Η πυκνότητα συνιστά φυσικό μέγεθος με το οποίο εκφράζεται η μάζα ενός υλικού ανά μονάδα όγκου. Συνήθως, συμβολίζεται με το ελληνικό γράμμα ρ ή με το λατινικό γράμμα d.[1] Μονάδα μέτρησης της πυκνότητας στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων είναι το (χιλιόγραμμο ανά κυβικό μέτρο). Συχνά, χρησιμοποιείται και η μονάδα (γραμμάριο ανά κυβικό εκατοστό).[2] Ο βασικός μαθηματικός τύπος της πυκνότητας είναι ο λόγος της μάζας ενός υλικού, m, προς τον όγκο, V, που την περιέχει:[3]

Η πυκνότητα συνιστά ένα εντατικό μέγεθος, καθώς εκφράζεται ως πηλίκο μεγεθών που εξαρτώνται από την ποσότητα του υλικού το οποίο αφορούν (εκτατικά μεγέθη). Συνεπώς, η πυκνότητα είναι χαρακτηριστικό μέγεθος του εκάστοτε υλικού και δεν εξαρτάται από την ποσότητά του.[4] Για παράδειγμα, η πυκνότητα ενός σιδερένιου συνδετήρα είναι ίδια με την πυκνότητα μιας σιδερένιας ράβδου, δηλαδή ίση με 7880 περίπου, καθώς το υλικό κατασκευής των δύο αντικειμένων είναι το ίδιο.

Προς απλοποίηση των συγκρίσεων πυκνότητας σε διαφορετικά συστήματα μονάδων, η πυκνότητα συχνά αντικαθίσταται από την αδιάστατη ποσότητα που είναι γνωστή ως «ειδικό βάρος». Πρόκειται για τον λόγο της πυκνότητας ενός υλικού προς την πυκνότητα ενός άλλου, πρότυπου υλικού, συνήθως του νερού. Έτσι, ένα υλικό με ειδικό βάρος μικρότερο του νερού (δηλαδή ) επιπλέει εντός αυτού, ενώ ένα υλικό με ειδικό βάρος μεγαλύτερο του νερού (δηλαδή ) βυθίζεται εντός του.[5]

Τιμές πυκνότητας υλικών

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η πυκνότητα ενός υλικού ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία και την πίεση, καθώς συνήθως οι δύο αυτοί παράγοντες συνδέονται με τον όγκο του υπό εξέταση υλικού και, συνεπώς, επηρεάζουν την πυκνότητά του. Η προκύπτουσα διακύμανση της πυκνότητας είναι συνήθως μικρή για τα στερεά και τα υγρά, αλλά πολύ μεγαλύτερη για τα αέρια.[6] Για τον λόγο αυτό, οι ενδεικτικές τιμές πυκνότητας που δίνονται στους παρακάτω πίνακες αντιστοιχούν σε συγκεκριμένες τιμές θερμοκρασίας και πίεσης, είτε πρόκειται για τις λεγόμενες «κανονικές συνθήκες», ή για άλλες, αναγραφόμενες τιμές.

Υλικό ρ (kg/m3)[Σημείωση 1] Παρατηρήσεις [Σημείωση 2]
Υδρογόνο0,0898
Ήλιο0,179
Αερογραφίτης0,2[Σημείωση 3][7][8]
Μεταλλικό μικροπλέγμα0,9[Σημείωση 3][9]
Αεροπήκτωμα1,0[Σημείωση 3][10]
Ατμοσφαιρικός αέρας1,2Στο επίπεδο της θάλασσας[11]
Εξαφθοριούχο βολφράμιο12,4Ένα από τα βαρύτερα γνωστά αέρια σε κανονικές συνθήκες[12]
Υγρό υδρογόνο70Στους −255 °C περίπου
Πολυστυρένιο75Προσέγγιση[13]
Φελλός240Προσέγγιση[14]
Πεύκο373[15]
Λίθιο535Το λιγότερο πυκνό μέταλλο
Ξύλο700Τυπικό ξύλο, αποξηραμένο[16][17]
Βελανιδιά710[15]
Κάλιο860[18]
Πάγος916,7Σε θερμοκρασία < 0 °C[19]
Μαγειρικό λάδι910–930[20]
Νάτριο970
Νερό (καθαρό)1.000Στους 4 °C, θερμοκρασία της μέγιστης πυκνότητάς του[21]
Νερό (αλατωμένο)1.030Με περιεκτικότητα 3%[22]
Υγρό οξυγόνο1.141Στους −219 °C περίπου
Νάιλον1.150[23]
Πλαστικό1.175Προσέγγιση για πολυπροπυλένιο[24] και PVC[25]
Γλυκερίνη1.261[26]
Τετραχλωραιθυλένιο1.622
Άμμος1.600Μεταξύ του 1.600 και 2000 [27]
Μαγνήσιο1.740
Βηρύλλιο1.850
Σκυρόδεμα2.400[28][29]
Γυαλί2.500[30]
Πυρίτιο2.330
Χαλαζίτης2.600[27]
Γρανίτης2.700[27]
Γνεύσιος2.700[27]
Αργίλιο2.700
Ασβεστόλιθος2.750Συμπαγής[27]
Βασάλτης3.000[27]
Διιωδομεθάνιο3.325Σε υγρή μορφή και σε θερμοκρασία δωματίου[31]
Διαμάντι3.500[32]
Τιτάνιο4.540
Σελήνιο4.800
Βανάδιο6.100
Αντιμόνιο6.690
Ψευδάργυρος7.000
Χρώμιο7.200
Κασσίτερος7.310
Μαγγάνιο7.325Προσέγγιση
Σίδηρος7.870
Νιόβιο8.570
Ορείχαλκος8.600[29]
Κάδμιο8.650
Κοβάλτιο8.900
Νικέλιο8.900
Χαλκός8.940
Βισμούθιο9.750
Μολυβδαίνιο10.220
Άργυρος10.500
Μόλυβδος11.342
Θόριο11.720
Ρόδιο12.410
Υδράργυρος13.546
Ταντάλιο16.600
Ουράνιο18.800
Βολφράμιο19.300
Χρυσός19.320
Πλουτώνιο19.840
Ρήνιο21.020
Λευκόχρυσος21.450
Ιρίδιο22.420
Όσμιο22.570Πρόκειται για το πιο πυκνό στοιχείο
Σημειώσεις:
  1. ↑ Εκτός αν αναγράφεται κάτι διαφορετικό, όλες οι πυκνότητες δίνονται σε κανονικές συνθήκες,
    ήτοι 273,15 K (0,00 °C) και 100 kPa (0,987 atm).
  2. ↑ Όπου δεν υπάρχει παραπομπή, χρησιμοποιήθηκε ως πηγή η επίσημη σελίδα του Εθνικού Κέντρου για τη Βιοτεχνολογική Πληροφόρηση των ΗΠΑ
    (National Center for Biotechnology Information) για τα χημικά στοιχεία του Περιοδικού Πίνακα.
  3. 1 2 3 Ο αέρας που εμπεριέχεται στο υλικό δεν συμπεριλήφθηκε στον υπολογισμό της πυκνότητάς του
Πυκνότητα του νερού σε υγρή μορφή και σε πίεση 1 atm[33][34]
T (°C)[Σημ. 1] Πυκνότητα (kg/m3)
−30983,854
−20993,547
−10998,117
0999,8395
4999,9720
10999,7026
15999,1026
20998,2071
22997,7735
25997,0479
30995,6502
40992,2
60983,2
80971,8
100958,4
Σημειώσεις:
  1. ↑ Οι τιμές θερμοκρασίας υπό των 0 °C αφορούν το υπέρψυχρο νερό.
Πυκνότητα του αέρα συναρτήσει της θερμοκρασίας του
Πυκνότητα αέρα σε πίεση 1 atm[35]
T (°C) ρ (kg/m3)
−251,423
−201,395
−151,368
−101,342
−51,316
01,293
51,269
101,247
151,225
201,204
251,184
301,164
351,146
Σώμα ρ (kg/m3) Σημείωση
Γη5.515Μέση πυκνότητα[36]
Εσωτερικό τμήμα του πυρήνα της Γης13.000Προσέγγιση[37]
Πυρήνας του Ήλιου33.000–160.000Προσέγγιση[38]
Λευκός νάνοςΠροσέγγιση[39]
Ατομικός πυρήναςΔεν εξαρτάται έντονα από το μέγεθος του πυρήνα[40]
Αστέρας νετρονίων[41]
  1. ↑ Division, International Union of Pure and Applied Chemistry Physical and Biophysical Chemistry (2007). Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry (στα Αγγλικά). Royal Society of Chemistry. σελ. 81. ISBN 978-0-85404-433-7.
  2. ↑ «density | Definition, Symbol, Units, Formula, & Facts» (στα αγγλικά). Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/science/density. Ανακτήθηκε στις 2022-08-17.
  3. ↑ «Density - Background». dept.harpercollege.edu (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 17 Αυγούστου 2022.
  4. ↑ Lower, Stephen (3 Οκτωβρίου 2013). «2.4: Density and its Applications». Chemistry LibreTexts (στα Αγγλικά). Simon Fraser University. Ανακτήθηκε στις 17 Αυγούστου 2022.
  5. ↑ «What is the difference between density and specific gravity?». NPLWebsite (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 17 Αυγούστου 2022.
  6. ↑ «Equation of State». www.grc.nasa.gov (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 18 Αυγούστου 2022.
  7. ↑ New carbon nanotube struructure aerographite is lightest material champ Αρχειοθετήθηκε October 17, 2013, στο Wayback Machine.. Phys.org (July 13, 2012). Retrieved on July 14, 2012.
  8. ↑ Aerographit: Leichtestes Material der Welt entwickelt – SPIEGEL ONLINE Αρχειοθετήθηκε October 17, 2013, στο Wayback Machine.. Spiegel.de (July 11, 2012). Retrieved on July 14, 2012.
  9. ↑ «In pictures: Ultra-light material» (στα αγγλικά). BBC News. 2013-04-09. https://www.bbc.com/news/science-environment-22079592. Ανακτήθηκε στις 2022-08-18.
  10. ↑ «IPAC @ LLNL - Technology Profile: Aerogels Terms». web.archive.org. 18 Ιουλίου 2005. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 18 Ιουλίου 2005. Ανακτήθηκε στις 18 Αυγούστου 2022.CS1 maint: Unfit url (link)
  11. ↑ Groom, D.E. Abridged from Atomic Nuclear Properties Αρχειοθετήθηκε 27 February 2008 στο Wayback Machine.. Particle Data Group: 2007.
  12. ↑ PubChem. «Tungsten hexafluoride». pubchem.ncbi.nlm.nih.gov (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 18 Αυγούστου 2022.
  13. ↑ Expanded Polystyrene (EPS) Technical Data (PDF). Australia: Australian Urethane & Styrene. 2010. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (PDF) στις 12 Νοεμβρίου 2020. Ανακτήθηκε στις 18 Αυγούστου 2022.
  14. ↑ «The rationale behind cork properties: A review of structure and chemistry :: BioResources». bioresources.cnr.ncsu.edu (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 18 Αυγούστου 2022.
  15. 1 2 Serway, Raymond; Jewett, John (2005), Principles of Physics: A Calculus-Based Text, Cengage Learning, σελ. 467, ISBN 0-534-49143-X, https://books.google.com/books?id=VaroJ5BNuZAC
  16. ↑ «Wood Densities». www.engineeringtoolbox.com (στα Αγγλικά). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις Οκτωβρίου 20, 2012. Ανακτήθηκε στις 18 Αυγούστου 2022.
  17. ↑ «Density of Wood». www.simetric.co.uk (στα Αγγλικά). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις Οκτωβρίου 26, 2012. Ανακτήθηκε στις 18 Αυγούστου 2022.
  18. ↑ Bolz, Ray E.· Tuve, George L., επιμ. (1970). «§1.3 Solids—Metals: Table 1-59 Metals and Alloys—Miscellaneous Properties». CRC Handbook of tables for Applied Engineering Science (στα Αγγλικά) (2nd έκδοση). CRC Press. σελ. 117. ISBN 9781315214092.
  19. ↑ «Ice». www.cs.mcgill.ca (στα Αγγλικά). Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 11 Αυγούστου 2022. Ανακτήθηκε στις 18 Αυγούστου 2022.
  20. ↑ «Density of Cooking Oil - The Physics Factbook». hypertextbook.com (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 18 Αυγούστου 2022.
  21. ↑ «Water Density | U.S. Geological Survey». www.usgs.gov. Ανακτήθηκε στις 18 Αυγούστου 2022.
  22. ↑ Lienhard, J.H. «Thermophysical properties of seawater». web.mit.edu (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 18 Αυγούστου 2022.
  23. ↑ «Nylons (Polyamide)». British Plastics Federation (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 18 Αυγούστου 2022.
  24. ↑ «Polypropylene (PP)». British Plastics Federation (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 18 Αυγούστου 2022.
  25. ↑ «Polyvinyl Chloride PVC». British Plastics Federation (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 18 Αυγούστου 2022.
  26. ↑ glycerol composition at Αρχειοθετήθηκε February 28, 2013, στο Wayback Machine.. Physics.nist.gov. Retrieved on July 14, 2012.
  27. 1 2 3 4 5 6 Sharma, P.V. (1997), Environmental and Engineering Geophysics, Cambridge University Press, σελ. 17, doi:10.1017/CBO9781139171168, ISBN 9781139171168
  28. ↑ «Density of Concrete - The Physics Factbook». hypertextbook.com (στα Αγγλικά).
  29. 1 2 Young, Hugh D.· Freedman, Roger A. (2012). University Physics with Modern Physics (στα Αγγλικά). Addison-Wesley. σελ. 374. ISBN 978-0-321-69686-1.
  30. ↑ «Density of Glass - The Physics Factbook». hypertextbook.com (στα Αγγλικά).
  31. ↑ PubChem. «Diiodomethane». pubchem.ncbi.nlm.nih.gov (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 18 Αυγούστου 2022.
  32. ↑ «Diamond». hyperphysics.phy-astr.gsu.edu (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 18 Αυγούστου 2022.
  33. ↑ «Water - Density, Specific Weight and Thermal Expansion Coefficients». www.engineeringtoolbox.com (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 18 Αυγούστου 2022.
  34. ↑ «Water Density | U.S. Geological Survey». www.usgs.gov (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 18 Αυγούστου 2022.
  35. ↑ «Air - Density, Specific Weight and Thermal Expansion Coefficient vs. Temperature and Pressure». www.engineeringtoolbox.com (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 18 Αυγούστου 2022.
  36. ↑ Density of the Earth, wolframalpha.com, http://www.wolframalpha.com/input/?i=density+of+the+earth
  37. ↑ Density of Earth's core, wolframalpha.com, http://www.wolframalpha.com/input/?i=density+of+earth%27s+core
  38. ↑ Density of the Sun's core, wolframalpha.com, http://www.wolframalpha.com/input/?i=density+of+sun%27s+core
  39. ↑ Johnson, Jennifer. «Extreme Stars: White Dwarfs & Neutron Stars» (PDF). Lecture notes, Astronomy 162 (στα Αγγλικά). Ohio State University. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (PDF) στις 25 Σεπτεμβρίου 2007.
  40. ↑ «Nuclear Size and Density». HyperPhysics (στα Αγγλικά). Georgia State University. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 6 Ιουλίου 2009.
  41. ↑ «Tour the ASM Sky». heasarc.gsfc.nasa.gov. Ανακτήθηκε στις 18 Αυγούστου 2022.

Συναφής βιβλιογραφία

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
  • Royal Society of Chemistry (2007), «Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry» (στα Αγγλικά), International Union of Pure and Applied Chemistry, Physical and Biophysical Chemistry Division. ISBN 978-0-85404-433-7.
  • «A model for calculating the density of aqueous multicomponent electrolyte solutions» (στα αγγλικά). Journal of the Chilean Chemical Society 53 (1): 1393–8. 2008. doi:10.4067/S0717-97072008000100015. 
  • «Derived thermodynamic properties of alcohol+ cyclohexylamine mixtures» (στα αγγλικά). Journal of the Serbian Chemical Society 75 (2): 283–293. 2010. doi:10.2298/JSC1002283R. 

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Ανακτήθηκε από "https://el.wikipedia.org/w/index.php?title=Πυκνότητα&oldid=10762934"