Πυκνότητα

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. Μονάδα μέτρησης της πυκνότητας στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων είναι το  (χιλιόγραμμο ανά κυβικό μέτρο). Συχνά, χρησιμοποιείται και η μονάδα  (γραμμάριο ανά κυβικό εκατοστό). Ο βασικός μαθηματικός τύπος της πυκνότητας είναι ο λόγος της μάζας ενός υλικού, m, προς τον όγκο, V, που την περιέχει:

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. 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.

 Τιμές πυκνότητας υλικών 
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. 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.

 Διάφορα υλικά 
 Υλικό ρ (kg/m3)Εκτός αν αναγράφεται κάτι διαφορετικό, όλες οι πυκνότητες δίνονται σε κανονικές συνθήκες,ήτοι  και . Παρατηρήσεις 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. Υδρογόνο 0,0898  Ήλιο 0,179  Αερογραφίτης  0,2  Ο αέρας που εμπεριέχεται στο υλικό δεν συμπεριλήφθηκε στον υπολογισμό της πυκνότητάς τουNew carbon nanotube struructure aerographite is lightest material champ . Phys.org (July 13, 2012). Retrieved on July 14, 2012.Aerographit: Leichtestes Material der Welt entwickelt – SPIEGEL ONLINE . Spiegel.de (July 11, 2012). Retrieved on July 14, 2012. Μεταλλικό μικροπλέγμα  0,9   Αεροπήκτωμα 1,0   Ατμοσφαιρικός αέρας 1,2  Στο επίπεδο της θάλασσαςGroom, D.E. Abridged from Atomic Nuclear Properties . Particle Data Group: 2007. Εξαφθοριούχο βολφράμιο 12,4  Ένα από τα βαρύτερα γνωστά αέρια σε κανονικές συνθήκες Υγρό υδρογόνο 70  Στους −255 °C περίπου Πολυστυρένιο 75  Προσέγγιση Φελλός 240  Προσέγγιση Πεύκο 373   Λίθιο 535  Το λιγότερο πυκνό μέταλλο Ξύλο 700  Τυπικό ξύλο, αποξηραμένο Βελανιδιά 710   Κάλιο 860    Πάγος 916,7  Σε θερμοκρασία < 0 °C Μαγειρικό λάδι 910–930  Νάτριο 970  Νερό (καθαρό)  1.000  Στους 4 °C, θερμοκρασία της μέγιστης πυκνότητάς του Νερό (αλατωμένο)  1.030  Με περιεκτικότητα 3% Υγρό οξυγόνο 1.141  Στους −219 °C περίπου Νάιλον 1.150  Πλαστικό 1.175  Προσέγγιση για πολυπροπυλένιο και PVC Γλυκερίνη 1.261  glycerol composition at . Physics.nist.gov. Retrieved on July 14, 2012. Τετραχλωραιθυλένιο  1.622  Άμμος 1.600  Μεταξύ του 1.600 και 2000  Μαγνήσιο 1.740  Βηρύλλιο 1.850  Σκυρόδεμα 2.400   Γυαλί 2.500   Πυρίτιο 2.330  Χαλαζίτης  2.600   Γρανίτης 2.700   Γνεύσιος 2.700   Αργίλιο 2.700  Ασβεστόλιθος 2.750  Συμπαγής Βασάλτης 3.000   Διιωδομεθάνιο  3.325  Σε υγρή μορφή και σε θερμοκρασία δωματίου Διαμάντι 3.500  Τιτάνιο 4.540  Σελήνιο 4.800  Βανάδιο 6.100  Αντιμόνιο 6.690  Ψευδάργυρος 7.000  Χρώμιο 7.200  Κασσίτερος 7.310  Μαγγάνιο 7.325  Προσέγγιση Σίδηρος 7.870  Νιόβιο 8.570  Ορείχαλκος 8.600   Κάδμιο 8.650  Κοβάλτιο 8.900  Νικέλιο 8.900  Χαλκός 8.940  Βισμούθιο 9.750  Μολυβδαίνιο 10.220  Άργυρος 10.500  Μόλυβδος 11.342  Θόριο 11.720  Ρόδιο 12.410  Υδράργυρος 13.546  Ταντάλιο 16.600  Ουράνιο 18.800  Βολφράμιο 19.300  Χρυσός 19.320  Πλουτώνιο 19.840  Ρήνιο 21.020  Λευκόχρυσος 21.450  Ιρίδιο 22.420  Όσμιο 22.570  Πρόκειται για το πιο πυκνό στοιχείο <div style="text-align: center;"> Σημειώσεις: <div style="text-align: left;">
 Νερό 
+ Πυκνότητα του νερού σε υγρή μορφή και σε πίεση 1 atm T (°C) Οι τιμές θερμοκρασίας υπό των 0 °C αφορούν το υπέρψυχρο νερό. Πυκνότητα (kg/m3) −30  983,854 −20  993,547 −10  998,117 0    999,8395 4    999,9720 10   999,7026 15   999,1026 20   998,2071 22   997,7735 25   997,0479 30   995,6502 40   992,2 60   983,2 80   971,8 100  958,4Σημειώσεις:

 Αέρας 
μικρογραφία|δεξιά|400px|Πυκνότητα του αέρα συναρτήσει της θερμοκρασίας του
+Πυκνότητα αέρα σε πίεση 1 atm T (°C) ρ (kg/m3) −25  1,423 −20  1,395 −15  1,368 −10  1,342 −5   1,316  0   1,293  5   1,269  10  1,247  15  1,225  20  1,204  25  1,184  30  1,164  35  1,146

 Άλλα υλικά σώματα 
 Σώμα ρ (kg/m3) Σημείωση Γη 5.515  Μέση πυκνότητα Εσωτερικό τμήμα του πυρήνα της Γης 13.000  Προσέγγιση Πυρήνας του Ήλιου 33.000–160.000  Προσέγγιση Λευκός νάνος  Προσέγγιση Ατομικός πυρήνας  Δεν εξαρτάται έντονα από το μέγεθος του πυρήνα Αστέρας νετρονίων 

 Δείτε επίσης 

 Κατάλογος χημικών στοιχείων κατά ατομικό αριθμό
 Άνωση
 Κανονικές συνθήκες

 Παραπομπές 

 Συναφής βιβλιογραφία 

 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.



 Εξωτερικοί σύνδεσμοι 

 Διαδραστικά εκπαιδευτικά εργαλεία για την πυκνότητα, από το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο.
 Eφαρμογή «Αδράνεια και πυκνότητα», από το Φωτόδεντρο (διαδραστικά σχολικά βιβλία).
 Προσομοιωτικό εργαστήριο πυκνότητας, από τη διαδικτυακή βιβλιοθήκη εκπαιδευτικών προσομοιώσεων «Gizmo» (Αγγλικά)
 Εκπαιδευτική εφαρμογή για την πυκνότητα με προσομοίωση ψαρέματος, από το ίδρυμα διαδικτυακής εκπαίδευσης «CK-12» (Αγγλικά)


Κατηγορία:Μάζα
Κατηγορία:Φυσικά μεγέθη