Sűrűség
A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából.
A sűrűség (jele: ρ – angol nyelv: ró) az adott térfogategység tömegének mértéke. Ha egy test sűrűsége nagyobb az annyit jelent, hogy adott térfogategységenként nagyobb a tömege. Egy test átlagos sűrűsége egyenlő a teljes tömeg és a teljes térfogat hányadosával. Egy sűrűbb anyagú test (például vas) kisebb térfogatot foglal el, mint egy ugyanakkora tömegű kisebb sűrűségű anyag (például víz).
A sűrűség SI mértékegysége kilogramm per köbméter (kg/m³)
ahol
- ρ a test sűrűsége (kg/m3)
- m a test teljes tömege (kg)
- V a test teljes térfogata (m3)
Tartalomjegyzék |
[szerkesztés] A sűrűség fajtái
A sűrűségnek csak homogén testeknél van értelme. Vegyük a homokot példának. Ha egy tárolót lazán feltöltünk homokkal és elosztjuk a homok tömegét a tároló térfogatával, akkor kapunk egy értéket. Ha ezt a tárolót újra feltöltjük, és hagyjuk, hogy a homok jobban összeálljon, akkor az előzőnél nagyobb értéket kapunk. Mindkét esetben a térfogat egy részét a homokszemek közti hézagok foglalják el.
[szerkesztés] További mértékegységek
A sűrűség SI mértékegysége kilogramm per köbméter (kg/m³). Szabványos mértékegysége még a gramm per köbcentiméter (g/cm³), és a megagramm per köbméter (Mg/m³). További elfogadott SI mértékegységei, a liter és a tonna, széles választékot kínálnak a sűrűség kifejezésére (pl.: kilogramm per liter (kg/l)). Az USA hagyományos mértékegység rendszere szerint a sűrűséget font per köblábban (lb/ft³), font per köbyardban (lb/yd³), font per köbhüvelykben (lb/in³), uncia per köbhüvelykben (oz/in³) (1 uncia = 28,35 g), font per gallonban (lb/gal), font per bushelben (lb/bu) (1 bushel = 290,79 l), valamint a mérnökök által használt slug per köbméterben (1 slug = 14,6 kg) mérhetjük.
A tiszta víz sűrűsége 101 325 Pa nyomáson 3,98 °C-on (277,13 K) a legnagyobb: 999,972 kg/m³.
1901-től 1964-ig a litert 1 kg víz maximális térfogataként definiálták, mivel a tiszta víz legnagyobb sűrűsége kb. 1,000000 kg/l (most 0,999972 kg/l). Sokáig tehát ez a meghatározás volt hatályban, mígnem kiderítették a tiszta víz tényleges maximális sűrűségét, ami 0,999972 kg/dm3. Így a diákoknak ebben az időszakban olyan rejtett tényeket kellett megtanulniuk, mint például a köbcentiméter és a milliliter teljes eltérése. (1 ml = 1,000028 cm3).
[szerkesztés] A sűrűség mérése
A folyékony anyagok sűrűségét areométerrel és piknométerrel mérik. A piknométer egy pontos térfogatú üvegedény. Egy arra alkalmas folyadékot használ (pl.: vizet vagy higanyt) a térfogat arkhimédeszi elv szerinti meghatározására. ISO szabványa: ISO 1183-1:2004. Szilárd anyagok sűrűségének mérésére gázpiknométert használnak.
[szerkesztés] Elemek sűrűsége
A legnagyobb sűrűsége valószínűleg egy neutron csillagnak van. A fekete lyukaknak, a központjukban található rendkívüli gravitáció miatt, az általános relativitáselmélettel összhangban, nincs kiterjedésük, így a sűrűségüket nem értelmezzük.
A Földön található legsűrűbb természetes anyag az irídium, körülbelül 22 650 kg/m3.
Néhány anyag sűrűsége:
| Anyag | Sűrűsége (kg/m3) |
| Irídium | 22 650 |
| Ozmium | 22 610 |
| Platina | 21 450 |
| Arany | 19 300 |
| Volfrám | 19 250 |
| Urán | 19 050 |
| Higany | 13 580 |
| Palládium | 12 023 |
| Ólom | 11 340 |
| Ezüst | 10 490 |
| Réz | 8 960 |
| Vas | 7 870 |
| Ón | 7 310 |
| Titán | 4 507 |
| Gyémánt | 3 500 |
| Alumínium | 2 700 |
| Magnézium | 1 740 |
| Tengervíz | 1 025 |
| Víz | 1 000 |
| Jég | 917 |
| Etil-alkohol | 790 |
| Benzin | 730 |
| Aerogél | 3,0 |
| Bármilyen gáz | az átlagos moláris tömeg 0,0446-tal szorozva, ezért standard hőmérsékleten és nyomáson 0,09 és 10,0 között van |
| Például levegő | 1,2 |
| A levegő sűrűsége (ρ) bizonyos hőmérsékleteken (°C) | |
| T (°C) | ρ (kg/m³) |
| – 10 | 1,341 |
| – 5 | 1,316 |
| 0 | 1,293 |
| + 5 | 1,269 |
| + 10 | 1,247 |
| + 15 | 1,225 |
| + 20 | 1,204 |
| + 25 | 1,184 |
| + 30 | 1,164 |
Megjegyzések:
- A levegőnek kicsi a sűrűsége, de nem nulla.
- Az aerogél a világ legkisebb sűrűségű szilárd anyaga.
