Основные понятия о плотности

Основные понятия о плотности

 

       Плотностью данного вещества называется масса его, содержащаяся в единице объема. Такое понятие плотности называется также массовой плотностью.

           Представим себе структуру жидкостей и газов как среду, состоящую из множества мельчайших физических частиц — молекул, находящихся в непрерывном движении. В этом случае под плотностью вещества следует понимать сумму масс всех молекул, находящихся в единице объема.

 

Основные понятия о плотности

 

       Плотностью данного вещества называется масса его, содержащаяся в единице объема. Такое понятие плотности называется также массовой плотностью.

           Представим себе структуру жидкостей и газов как среду, состоящую из множества мельчайших физических частиц — молекул, находящихся в непрерывном движении. В этом случае под плотностью вещества следует понимать сумму масс всех молекул, находящихся в единице объема. Такое понятие называется средней плотностью вещества и выражается формулой:

ρср=М/V,

 

где М сумма масс всех молекул, содержащихся в объеме V.

           В том случае, когда жидкость или газ однородны и имеют во всех точках объема V одинаковые температуру и давление, то отношение М/V для всякого конечного ΔV, являющегося частью объема V, должно быть величиной постоянной.

           В природе не существует идеально однородной среды. Кроме того, разнообразные массы вещества постоянно находятся под различными физико-химическими воздействиями (температуры, давления, химических взаимодействий и др.). Поэтому чем больше размеры исследуемой области, тем сильнее будет отличаться значение средней плотности вещества от плотности вещества в отдельных точках исследуемого пространства.

           Если из жидкой или газообразной среды выделить весьма малый конечный объем Δv, размеры которого были бы во много раз больше длины свободного пути молекул, то за малый промежуток времени Δt отношение Δм/Δv может быть практически принято за плотность вещества в данной точке пространства. Так, например, при нормальном давлении и температуре воздуха в 1 куб. микроне содержится примерно 2,7107 молекул; этого вполне достаточно для правильного нахождения Δм/Δv. Но указанные в примере размеры Δv настолько ничтожны по сравнению с обычными размерами исследуемой области V, что позволяют считать Δv физической точкой и, следовательно, рассматривать жидкости и газы, находящиеся в нормальных условиях, как сплошные среды.

           Для правильного нахождения отношения Δм/Δv в сильно разреженной газовой среде требуются, ввиду сравнительно больших расстояний между молекулами вещества, сравнительно большие размеры Δv. В этих условиях вопрос о плотности в данной точке теряет смысл, так как размеры исследуемого объема должны быть значительно больше свободного пути молекул. В системе CGS за единицу массы принимается грамм-масса 1 см3 дистиллированной воды при 4°. Следовательно, единица плотности в системе CGS есть г/см3     В технической системе единиц МКS величина плотности выражается в кГ•сек24. Стандартная плотность воздуха, т. е. плотность воздуха при атмосферном давлении Р=760мм ртутного столба и температуре t=20° равна:

 

ρ=0,1228 кГ•сек24.

 

           Для определения плотности воздуха при любых условиях можно пользоваться формулой:

ρ=ρТ1Р/Т2Р,

где:    Р=760 мм ртутного столба,

           Р — заданное давление в мм ртутного столба,

           Т1 — 293°,

           Т2 заданная абсолютная температура.

           Значение плотности воздуха можно также определить из таблицы 1.


Таблица значений плотности воздуха в зависимости от температуры и давления

 

 

См. также:  Что делают прибористы

              Р

t°

700

720

740

760

780

800

-30

0,1364

0,1402

0,1442

0,1481

0,1519

0,1559

-20

0,1310

0,1347

0,1385

0,1422

0,1460

0,1497

-10

0,1260

0,1296

0,1332

0,1368

0,1404

0,1440

0,1214

0,1249

0,1283

0,1318

0,1353

0,1387

10

0,1117

0,1205

0,1238

0,1271

0,1305

0,1338

20

0,1131

0,1163

0,1196

0,1228

0,1260

0,1293

30

0,1094

0,1125

0,1156

0,1188

0,1219

0,1250

40

0,1059

0,1089

0,1119

0,1150

0,1180

0,1210