Gęstość

Gęstość (masa właściwa) – masa jednostki objętości, dla substancji jednorodnych określana jako stosunek masy m do objętości V:

${\rho}={m \over V}$

Dla substancji niejednorodnych zależy od punktu substancji i określana wówczas jako granica stosunku masy do objętości, gdy objętość obejmuje coraz mniejsze objętości obejmujące punkt:

${\rho}={dm \over dV}$

gdzie m oznacza masę ciała (jako funkcję objętości), zaś V jego objętość.

Jednostki gęstości: kilogram na metr sześcienny – kg/m³ (w SI), kg/l, g/cm³ (CGS).

Gęstość jest cechą charakterystyczną substancji, a w określonych warunkach standardowych stanowi jedną z najważniejszych cech substancji – służy do obliczania masy i ciężaru określonej objętości substancji. Dla substancji jednorodnej zachodzi

${m} = {\rho} {V}\,$ ,

a dla ciał niejednorodnych

$m = \int_V\rho\,\mathrm{d}V$ .

Gęstość ciał stałych można wyznaczyć przez ważenie próbek o znanej objętości, przy wyznaczaniu gęstości cieczy stosuje się areometry. Areometry wypełnione cieczą o znanej gęstości mogą służyć do wyznaczania gęstości ciał stałych. Przy wyznaczaniu gęstości gazów stosuje się metody ważenia naczyń z gazem o różnym ciśnieniu gazu.

Gęstość większości substancji zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury (jednym z wyjątków jest woda w temperaturze poniżej 4°C). Zjawisko to wynika z rozszerzalności cieplnej ciał. Podczas przemian fazowych gęstość zmienia się skokowo (w temperaturze przemiany), podczas krzepnięcia zazwyczaj wzrasta (najbardziej znanymi wyjątkami są woda, żeliwo, a z pierwiastków bizmut, gal i german).

[edytuj] Gęstość ciał stałych

Gęstość ciał stałych w (kg/m³) w 20°C

Ciało	w kg/m³	Ciało	w kg/m³
Aluminium (glin)	2720	Magnez	1740
Antymon	6685	Mangan	7400
Arsen	5776	Marmur	2670
Azbest w tek.	2000-2800	Miedź (elektrolityczna)	8933
Bakelit	1340	Mika	2600-3200
Bar	3600	Mikanit	1900-2600
Beryl	2690-2700	Molibden	10200
Bor	3300	Mosiądz	8400-8700
Beton	1800-2400	Naftalina	1150
Bizmut	9807	Nikiel	8350-8900
Brąz	8800-8900	Nikielina	8600-8850
Celuloid	1380	Nowe srebro	8400-8700
Chrom	6920	Nylon	1140
Chromonikielina	8200-8370	Ołów	11300-11400
Cegła	1400-2200	Parafina	870-910
Cyna (biała)	7200-7400	Piasek (suchy)	1550-1800
Cynk	7130-7200	Platyna	21450
Drewno		Plexiglas	1180-1200
- dąb	600-900	Porcelana	2300-2500
- lipa	400-600	Potas	870
Duraluminium	2800	Saletra sodowa	2260
Ebonit	1100-1300	Siarka jednoskośna	1960
Elektron (stop magnezu)	1740-1840	Siarka rombowa	2067
Fosfor biały	1830	Skóra (sucha)	860
Gips	2310-2330	Sód	980
Glina (sucha)	1500-1800	Srebro	10500
Grafit	2300-2720	Stal	7500-7900
Guma (wyroby)	1100-1190	Stal nierdzewna	7860
Gutaperka	960-990	Staliwo	7840
Inwar	8000	Śnieg	125
Iryd	22400	Szkło zwykłe	2400-2800
Kadm	8640	Szkło kwarcowe	2900
Korek	220-260	Tłuszcze	920-940
Kreda	1800-2600	Tantal	16600
Kobalt	8900	Węgiel drzewny	300-600
Krzem	2329,6	Wolfram	19100
Kwarc	2500-2800	Wosk	950-980
Igelit	1350	Złoto	19282
Lód przy 0°C	880-920	Żelazo czyste (α)	7875
Pallad	11970	Żeliwo (białe)	7700
Rod	12350	Żeliwo (szare)	6800-7250

[edytuj] Gęstość cieczy

Gęstość cieczy w (kg/m³) w 22°C

aceton – 790
alkohol etylowy – 790
alkohol metylowy – 790
benzen – 880
benzyna – 700
eter etylowy – 716
krew ludzka – 1050
kwas azotowy – 1410
kwas octowy – 1050
kwas siarkowy – 1840
kwas solny – 1190
mleko – 1030
nafta – 810
oliwa – 920
olej rycynowy – 950
rtęć – 13546
toluen – 870
woda – 998

[edytuj] Gęstość gazów

Gęstości gazów w (kg/m³) w 20°C

acetylen – 1,16
amoniak – 0,76
argon – 1,780
azot – 1,25
butan – 2,703
chlor – 3,21
chlorowodór – 1,64
deuter – 0,188
dwutlenek azotu – 2,05
dwutlenek siarki – 2,83
dwutlenek węgla – 1,96
etan – 1,32
fluor – 1,69
hel – 0,178
metan – 0,71
powietrze – 1,29
propan – 2,019
siarkowodór – 1,529
tlen – 1,43
tlenek węgla – 1,25
wodór – 0,08989

[edytuj] Średnia gęstość Wszechświata

Gęstość krytyczna

$\rho_c = \frac{3 H_0^2} {8 \pi G}$

gdzie H₀ – stała Hubble'a, G – stała grawitacji.

Obecna średnia gęstość materii (nierelatywistycznej)

$\rho_m = \Omega_m \;\rho_c$ ,

gdzie $Ω m$ jest parametrem gęstości materii we Wszechświecie (gęstością wyrażoną w jednostkach gęstości krytycznej).

Dane z 2007:

$\Omega_m \approx 0{,}24$ i $H_0 \approx 73\; \operatorname{\frac{km}{s \cdot Mpc}}$ ,

- stąd $\rho_m \approx 2{,}4 \times 10^{-27}\, \mbox{kg/m}^3 = 2{,}4 \times 10^{-30}\, \mbox{g/cm}^3$ , tzn. mniej niż dwa protony (średnio) w jednym metrze sześciennym,
- z obserwacji wnioskuje się też o istnieniu we Wszechświecie ciemnej energii (stałej kosmologicznej) o parametrze gęstości

$\Omega_\Lambda\approx0{,}76$ ,

co odpowiada gęstości wynoszącej

$\rho_\Lambda \approx 7{,}6 \times 10^{-27}\, \mbox{kg/m}^3 = 7{,}6 \times 10^{-30}\, \mbox{g/cm}^3$ .

[edytuj] Zobacz też

Źródło: "http://pl.wikipedia.org/wiki/G%C4%99sto%C5%9B%C4%87"

Kategorie: Wielkości fizyczne • Tablice