კონცენტრაცია

კონცენტრაცია, ნაწილაკების კონცენტრაცია (აღნიშვნა: n {\displaystyle n} ) — სიდიდე, რომელიც აღწერს რაიმე თვლადი ობიექტების (მოცემული სახის ელემენტატული ნაწილაკების, მოლეკულების, ფონონების, გალაქტიკების და ა. შ.) კონცენტრაციას სამგანზომილებიან ფიზიკურ სივრცეში. ზედაპირული კონცენტრაცია (ობიექტების რაოდენობა ფართობის ერთეულზე) და წრფივი კონცენტრაცია (ობიექტების რაოდენობა ფართობის ერთეულზე) ანალოგიურად განიმარტება. კონცენტრაცია არის რაიმე ობიექტების ოდენობა მოცულობის ერთეულში. : n = N V {\displaystyle n={\frac {N}{V}}} , სადაც N არის ობიექტების სრული რაოდენობა V მოცულობაში. აქ იგულისხმება რომN დიდი რიცხვია, ისე რომ ნაწილაკების დათვლისას უახლოეს მთელ რიცხვამდე დამრგვალება საბოლოო შედეგზე მნიშვნელოვან გავლენას არ ახდენს. მეორე მხრივ იგულისხმება, რომ V შერჩეულია საკმაოდ მცირედ, რის შედეგად n არ არის დამოკიდებული V მოცულობის ზომასა და ფორმაზე. SI სისტემაში კონცენტრაციის ერთეულია მ−3, თუმცა ხშირად გამოიყენება აგრეთვე სმ−3 ერთეულები. თუმცა ასეთი ერთეულები ხშირად არ არის მოხახერხებელი როდესაც საქმე გვაქვს აირების ან სითხეების ნაწილაკებთან ოთახის ტემპერატურაზე ატმოსფერული წნევის პირობებში, რადგან რიცხვითი მნიშვნელობა ძალიან დიდი გამოდის (1020 რიგის). ზოგჯერ კონცენტრაციას ანორმირებენ იდეალური აირის კონცენტრაციაზე 0 °C and 1 ატმ წნევის დროს. შედეგად კონცენტრაციას ხშირად ზომავენ 1 ამაგატი = 2.6867774×1025 მ−3 ერთეულებში. კონცენტრაციის გამოყენებით შეიძლება განვსაზღვროთ ობიექტების სრული ოდენობა N რაიმე V მოცულობაში N = ∭ V n ( x , y , z ) d V {\displaystyle N=\iiint _{V}n(x,y,z)\;dV} , სადაც d V = d x d y d z {\displaystyle dV=dx\,dy\,dz} არის მოცულობის ელემენტი. თუ თითოეულ ობიექტს აქვს ტოლი m0 მასა, მაშინ V მოცულობაში მაქცეული ნაწილაკების სრული მასა m გამოისახება როგორც m = ∭ V m 0 n ( x , y , z ) d V {\displaystyle m=\iiint _{V}m_{0}\,n(x,y,z)\;dV} . მსგავსი გამოსახულება სამართლიანი ელექტრული მუხტისთვის, და თვლადი ობიექტების სხვა მახასიათებელი სიდიდეებისთვის. მაგალითად, თუ ზემოთ მოყვანილ ფორმულაში მოვახდენთ შეცვლას m → q {\displaystyle m\rightarrow q} (სრული მუხტი) და m 0 → q 0 {\displaystyle m_{0}\rightarrow q_{0}} (თითოეული ობიექტის მუხტი) მაშინ მივიღებთ გამოსახელებას სრული მოხტის დასათვლელად. ნებისმიერი ნივთიერებისთვის კონცენტრაცია n (მ−3 ერთეულებში) შეიძლება გამოსახული იქნას მოლური კონცენტრაცია c-ს (მოლი /მ3 ერთეულებში) მეშვეობით: n = N A c {\displaystyle n=N_{\rm {A}}\,c} , სადაც NA არის ავოგადროს რიცხვი ≈ 6.022×1023 მოლი−1. ეს გამოსახულება ძალაში რჩება, თუ სიგრძის ერთეულს, მეტრს, როგორც n ასევე c-სთვის რაიმე სხვა სიგრძის ერთეულით შევცვლით. ატომებისა და მოლეკულებისთვის რომლებსაც გააჩნიათ მოლური მასა M (კილოგრამი/მოლი ერთეულებში), კონცენტრაცია შეიძლება გამოსახული იქნას სიმკვრივის მეშვეობით როგორც n = N A M ρ {\displaystyle n={\frac {N_{\rm {A}}}{M}}\rho } . აქ M/NA არის ერთი ატომის მასა კილოგრამებში. ცხრილში მოცემულია კონცენტრაციის ტიპური მნიშვნელობები ნორმალურ პირობებში (1 ატმ წნევასა და 20 °C ტემპერატურაზე თუ სხვა რამ არ არის მითითებული. ↑ [|Mark G. Kuzyk] (1998), „Relationship Between the Molecular and Bulk Response“, Kuzyk, Mark G.; Dirk, Carl William, Characterization techniques and tabulations for organic nonlinear optical materials, CRC Press, p. 163, ISBN 0-8247-9968-2 ↑ Clayton T. Crowe; Martin Sommerfeld; Yutaka Tsuji (1998), Multiphase flows with droplets and particles: allelochemical interactions, CRC Press, p. 18, ISBN 0-8493-9469-4 ↑ Joseph Kestin (1979), A Course in Thermodynamics, 2, Taylor & Francis, p. 230, ISBN 0-8911-6641-6