FIZICA CRISTALULUI

PROPRIETĂȚI FIZICE ALE CRISTALLOR

Densitate

Densitatea este o mărime fizică determinată pentru o substanță omogenă de masa unității sale de volum. Pentru o substanță neomogenă, densitatea într-un anumit punct se calculează ca limita raportului dintre masa corpului (m) și volumul său (V), atunci când volumul se contractă până în acest punct. Densitatea medie a unei substanțe eterogene este raportul m/V.

Densitatea unei substanțe depinde de masa acesteia atomi, din care constă, și pe densitatea de ambalare a atomilor și moleculelor din substanță. Cu cât masa atomilor este mai mare, cu atât densitatea este mai mare.

Dar, dacă considerăm aceeași substanță în diferite stări de agregare, vom vedea că densitatea ei va fi diferită!

Un solid este o stare de agregare a unei substanțe, caracterizată prin stabilitatea formei și natura mișcării termice a atomilor, care efectuează mici vibrații în jurul pozițiilor de echilibru. Cristalele se caracterizează prin periodicitate spațială în aranjarea pozițiilor de echilibru ale atomilor. În corpurile amorfe, atomii vibrează în jurul unor puncte situate aleatoriu. Conform conceptelor clasice, starea stabilă (cu un minim de energie potențială potențială) a unui solid este cristalină. Un corp amorf este într-o stare metastabilă și în timp ar trebui să se transforme într-o stare cristalină, dar timpul de cristalizare este adesea atât de lung încât metastabilitatea nu apare deloc.

Atomii sunt strâns legați unul de celălalt și foarte strâns. Prin urmare, o substanță în stare solidă are cea mai mare densitate.

Starea lichidă este una dintre stările agregate ale materiei. Proprietatea principală a unui lichid, care îl deosebește de alte stări de agregare, este capacitatea de a-și schimba forma la infinit sub influența tensiunilor mecanice, chiar arbitrar de mici, menținându-și practic volumul.

Starea lichidă este de obicei considerată intermediară între un solid și gaz: un gaz nu păstrează nici volum, nici formă, dar un solid le păstrează pe amândouă.

Forma corpurilor lichide poate fi determinată în întregime sau parțial de faptul că suprafața lor se comportă ca o membrană elastică. Deci, apa se poate acumula în picături. Dar un lichid este capabil să curgă chiar și sub suprafața sa staționară și asta înseamnă, de asemenea, că forma (părțile interne ale corpului lichid) nu este păstrată.

Densitatea de împachetare a atomilor și moleculelor este încă mare, astfel încât densitatea unei substanțe în stare lichidă nu este foarte diferită de cea solidă.

Gazul este o stare de agregare a unei substanțe, caracterizată prin legături foarte slabe între particulele sale constitutive (molecule, atomi sau ioni), precum și mobilitatea lor ridicată. Particulele de gaz se mișcă aproape liber și haotic în intervalele dintre ciocniri, timp în care are loc o schimbare bruscă a naturii mișcării lor.

Starea gazoasă a unei substanțe în condițiile în care este posibilă existența unei faze lichide sau solide stabile a aceleiași substanțe se numește de obicei vapori.

Ca și lichidele, gazele au fluiditate și rezistă la deformare. Spre deosebire de lichide, gazele nu au un volum fix și nu formează o suprafață liberă, dar tind să umple întregul volum disponibil (de exemplu, un vas).

Starea gazoasă este cea mai comună stare a materiei din Univers (materie interstelară, nebuloase, stele, atmosfere planetare etc.). Proprietățile chimice ale gazelor și ale amestecurilor lor sunt foarte diverse - de la gaze inerte cu activitate scăzută la amestecuri de gaze explozive. Gazele includ uneori nu numai sisteme de atomi și molecule, ci și sisteme de alte particule - fotoni, electroni, particule browniene, precum și plasmă.

Moleculele lichide nu au o poziție definită, dar în același timp nu au libertate totală de mișcare. Există o atracție între ei, suficient de puternică încât să-i țină aproape.

Moleculele au legături foarte slabe între ele și se îndepărtează una de cealaltă. Densitatea de ambalare este foarte mică, prin urmare substanța se află în stare gazoasă

are densitate redusă.

2. Tipuri de densitate și unități de măsură

Densitatea se măsoară în kg/m³ în sistemul SI și în g/cm³ în sistemul GHS, restul (g/ml, kg/l, 1 t/ M3) – derivate.

Pentru corpurile granulare și poroase există:

Densitatea adevărată, determinată fără a ține cont de goluri

Densitatea aparentă, calculată ca raportul dintre masa unei substanțe și întregul volum pe care îl ocupă

3. Formula pentru aflarea densitatii

Densitatea se găsește după formula:

Prin urmare, valoarea numerică a densității unei substanțe arată masa unei unități de volum a acestei substanțe. De exemplu, densitatea fontă 7 kg/dm3. Aceasta înseamnă că 1 dm3 de fontă are o masă de 7 kg. Densitatea apei proaspete este de 1 kg/l. Prin urmare, masa unui litru de apă este egală cu 1 kg.

Pentru a calcula densitatea gazelor, puteți folosi formula:

unde M este masa molară a gazului, Vm este volumul molar (în condiții normale este egal cu 22,4 l/mol).

4. Dependența densității de temperatură

De regulă, pe măsură ce temperatura scade, densitatea crește, deși există substanțe a căror densitate se comportă diferit, de exemplu, apa, bronzul și fonta. Astfel, densitatea apei are o valoare maxima la 4 °C si scade atat cu cresterea cat si cu scaderea temperaturii.

Când starea de agregare se modifică, densitatea unei substanțe se modifică brusc: densitatea crește în timpul trecerii de la starea gazoasă la starea lichidă și când lichidul se solidifică. Adevărat, apa este o excepție de la această regulă; densitatea ei scade pe măsură ce se solidifică.

Pentru diferite obiecte naturale, densitatea variază într-o gamă foarte largă. Mediul intergalactic are cea mai mică densitate (ρ ~ 10-33 kg/m³). Densitatea mediului interstelar este de aproximativ 10-21 kg/M3. Densitatea medie a Soarelui este de aproximativ 1,5 ori mai mare decât densitatea apei, egală cu 1000 kg/M3, iar densitatea medie a Pământului este de 5520 kg/M3. Osmiul are cea mai mare densitate dintre metale (22.500 kg/M3), iar densitatea stelelor neutronice este de ordinul 1017÷1018 kg/M3.

5. Densitățile unor gaze

- Densitatea gazelor și vaporilor (0° C, 101325 Pa), kg/m³

Oxigen 1.429

Amoniac 0,771

Krypton 3.743

Argon 1.784

Xenon 5.851

Hidrogen 0,090

Metan 0,717

Vapori de apă (100°C) 0,598

Aer 1.293

Dioxid de carbon 1.977

Heliu 0,178

Etilenă 1.260

- Densitatea unor tipuri de lemn

Densitatea lemnului, g/cm³

Balsa 0,15

brad siberian 0,39

Sequoia veșnic verde 0,41

Castan de cal 0,56

Castan comestibil 0,59

Chiparos 0,60

Cireș de pasăre 0,61

Alun 0,63

Nuc 0,64

Mesteacan 0,65

Ulm neted 0,66

zada 0,66

Arțar de câmp 0,67

Teak 0,67

Elveția (Mahon) 0,70

Sycamore 0,70

Zhoster (catina) 0,71

Liliac 0,80

Păducel 0,80

Pecan (cariah) 0,83

Lemn de santal 0,90

Cifis 0,96

Curki de abanos 1.08

Quebracho 1.21

Gweyakum, sau retragere 1.28

- Densitateametale(la 20°C) t/M3

Aluminiu 2.6889

Tungsten 19.35

Grafit 1,9 - 2,3

Fier 7.874

Aur 19.32

Potasiu 0,862

Calciu 1,55

Cobalt 8,90

Litiu 0,534

Magneziu 1.738

Cupru 8.96

Sodiu 0,971

Nichel 8,91

Staniu(alb) 7,29

Platină 21,45

Plutoniu 19,25

Conduce 11.336

Argint 10,50

Titan 4.505

cesiu 1.873

Zirconiu 6,45

- Densitatea aliajelor (la 20°C)) t/M3

Bronz 7,5 - 9,1

Aliaj de lemn 9.7

Duraluminiu 2,6 - 2,9

Constantan 8.88

Alama 8,2 - 8,8

Nichrome 8.4

Platină-iridiu 21,62

Oțel 7,7 - 7,9

Oțel inoxidabil (medie) 7,9 - 8,2

clasele 08Х18Н10Т, 10Х18Н10Т 7,9

clasele 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т 8

clasele 06ХН28МТ, 06ХН28МДТ 7,95

clasele 08Х22Н6Т, 12Х21Н5Т 7,6

Fontă albă 7,6 - 7,8

Fontă gri 7,0 - 7,2

Să punem pe cântar cilindri de fier și aluminiu de același volum (Fig. 122). Echilibrul balanței a fost perturbat. De ce?

Orez. 122

În munca de laborator, ați măsurat greutatea corporală comparând greutatea greutăților cu greutatea corporală. Când cântarul era în echilibru, aceste mase erau egale. Dezechilibrul înseamnă că masele corpurilor nu sunt aceleași. Masa cilindrului de fier este mai mare decât masa cilindrului de aluminiu. Dar volumele cilindrilor sunt egale. Aceasta înseamnă că o unitate de volum (1 cm3 sau 1 m3) de fier are o masă mai mare decât aluminiul.

Masa unei substanțe conținută într-o unitate de volum se numește densitatea substanței. Pentru a găsi densitatea, trebuie să împărțiți masa unei substanțe la volumul acesteia. Densitatea este notată cu litera greacă ρ (rho). Apoi

densitate = masa/volum

ρ = m/V.

Unitatea SI de densitate este 1 kg/m3. Densitățile diferitelor substanțe sunt determinate experimental și sunt prezentate în Tabelul 1. În figura 123 sunt prezentate masele de substanțe cunoscute de dvs. într-un volum V = 1 m 3.

Orez. 123

Densitatea solidelor, lichidelor și gazelor
(la presiune atmosferică normală)

Cum înțelegem că densitatea apei este ρ = 1000 kg/m3? Răspunsul la această întrebare rezultă din formulă. Masa de apă într-un volum V = 1 m 3 este egală cu m = 1000 kg.

Din formula densității, masa unei substanțe

m = ρV.

Dintre două corpuri de volum egal, corpul cu cea mai mare densitate a materiei are masa mai mare.

Comparând densitățile fierului ρ l = 7800 kg/m 3 și ale aluminiului ρ al = 2700 kg/m 3, înțelegem de ce în experiment (vezi Fig. 122) masa unui cilindru de fier s-a dovedit a fi mai mare decât masa a unui cilindru de aluminiu de același volum.

Dacă volumul unui corp este măsurat în cm 3, atunci pentru a determina masa corporală este convenabil să se folosească valoarea densității ρ, exprimată în g/cm 3.

Formula densității substanței ρ = ​​m/V este utilizată pentru corpuri omogene, adică pentru corpurile formate dintr-o singură substanță. Acestea sunt corpuri care nu au cavități de aer sau nu conțin impurități ale altor substanțe. Puritatea substanței este judecată după densitatea măsurată. Există, de exemplu, vreun metal ieftin adăugat în interiorul unui lingot de aur?

Gândește și răspunde

1. Cum s-ar schimba echilibrul cântarului (vezi Fig. 122) dacă în loc de un cilindru de fier s-ar pune pe o cană un cilindru de lemn de același volum?
2. Ce este densitatea?
3. Densitatea unei substanțe depinde de volumul acesteia? De la mase?
4. În ce unități se măsoară densitatea?
5. Cum se trece de la unitatea de densitate g/cm 3 la unitatea de densitate kg/m 3?

Interesant de știut!

De regulă, o substanță în stare solidă are o densitate mai mare decât în ​​stare lichidă. Excepția de la această regulă este gheața și apa, constând din molecule de H 2 O. Densitatea gheții este ρ = 900 kg/m 3, densitatea apei? = 1000 kg/m3. Densitatea gheții este mai mică decât densitatea apei, ceea ce indică o împachetare mai puțin densă a moleculelor (adică, distanțe mai mari între ele) în starea solidă a substanței (gheață) decât în ​​starea lichidă (apa). În viitor, veți întâlni și alte anomalii (anomalii) foarte interesante în proprietățile apei.

Densitatea medie a Pământului este de aproximativ 5,5 g/cm 3 . Aceasta și alte fapte cunoscute științei ne-au permis să tragem câteva concluzii despre structura Pământului. Grosimea medie a scoarței terestre este de aproximativ 33 km. Scoarța terestră este compusă în principal din sol și roci. Densitatea medie a scoarței terestre este de 2,7 g/cm3, iar densitatea rocilor aflate direct sub scoarța terestră este de 3,3 g/cm3. Dar ambele aceste valori sunt mai mici de 5,5 g/cm 3, adică mai puțin decât densitatea medie a Pământului. Rezultă că densitatea materiei situate în adâncurile globului este mai mare decât densitatea medie a Pământului. Oamenii de știință sugerează că în centrul Pământului densitatea substanței ajunge la 11,5 g/cm 3, adică se apropie de densitatea plumbului.

Densitatea medie a țesutului corpului uman este de 1036 kg/m3, densitatea sângelui (la t = 20°C) este de 1050 kg/m3.

Lemnul de balsa are o densitate scăzută a lemnului (de 2 ori mai mică decât pluta). Din el sunt făcute plute și centuri de salvare. În Cuba crește arborele de păr înțepător Eshinomena, al cărui lemn are o densitate de 25 de ori mai mică decât densitatea apei, adică ρ = 0,04 g/cm 3 . Arborele șarpelui are o densitate foarte mare a lemnului. Un copac se scufundă în apă ca o piatră.

Fă-o singur acasă

Măsurați densitatea săpunului. Pentru a face acest lucru, utilizați un săpun în formă dreptunghiulară. Compară densitatea pe care ai măsurat-o cu valorile obținute de colegii tăi. Valorile densității rezultate sunt egale? De ce?

Interesant de știut

Deja în timpul vieții celebrului om de știință grec antic Arhimede (Fig. 124), s-au format legende despre el, motiv pentru care invențiile sale i-au uimit pe contemporanii săi. Una dintre legende spune că regele siracuza Heron al II-lea i-a cerut gânditorului să stabilească dacă coroana lui era din aur pur sau dacă bijutierul a amestecat o cantitate semnificativă de argint în ea. Desigur, coroana trebuia să rămână intactă. Nu i-a fost greu lui Arhimede să determine masa coroanei. Mult mai dificil a fost măsurarea cu precizie a volumului coroanei pentru a calcula densitatea metalului din care a fost turnată și a determina dacă era aur pur. Dificultatea a fost că a fost o formă greșită!

Orez. 124

Într-o zi, Arhimede, absorbit de gânduri despre coroană, făcea o baie, unde i-a venit o idee genială. Volumul coroanei poate fi determinat prin măsurarea volumului de apă deplasat de aceasta (sunteți familiarizat cu această metodă de măsurare a volumului unui corp de formă neregulată). După ce a determinat volumul coroanei și masa acesteia, Arhimede a calculat densitatea substanței din care bijutierul a făcut coroana.

După cum spune legenda, densitatea substanței coroanei s-a dovedit a fi mai mică decât densitatea aurului pur, iar bijutierul necinstit a fost prins în înșelăciune.

Exerciții

1. Densitatea cuprului este ρ m = 8,9 g/cm 3, iar densitatea aluminiului este ρ al = 2700 kg/m 3. Care substanță este mai densă și de câte ori?
2. Determinați masa unei plăci de beton al cărei volum este V = 3,0 m 3.
3. Din ce substanță este formată o minge cu volumul V = 10 cm 3 dacă masa ei m = 71 g?
4. Determinați masa geamului a cărui lungime a = 1,5 m, înălțime b = 80 cm și grosime c = 5,0 mm.
5. Masa totală N = 7 foi identice de fier pentru acoperiș m = 490 kg. Dimensiunea fiecărei foi este de 1 x 1,5 m. Determinați grosimea foii.
6. Cilindrii din oțel și aluminiu au aceeași secțiune transversală și masă. Care cilindru are înălțimea mai mare și cu cât?

Totul în jurul nostru este format din diferite substanțe. Navele și băile sunt construite din lemn, fiarele și pătuțurile din fier, cauciucurile pe roți și radierele pe creioane sunt din cauciuc. Și diferite obiecte au greutăți diferite - oricare dintre noi poate căra cu ușurință un pepene galben copt de pe piață, dar va trebui să transpirăm peste o greutate de aceeași dimensiune.

Toată lumea își amintește de celebra glumă: „Care este mai greu? Un kilogram de unghii sau un kilogram de puf? Nu ne vom mai îndrăgi de acest truc copilăresc, știm că greutatea ambelor va fi aceeași, dar volumul va fi semnificativ diferit. Deci de ce se întâmplă asta? De ce corpuri și substanțe diferite au greutăți diferite cu aceeași dimensiune? Sau invers, aceeași greutate cu dimensiuni diferite? Evident, există o caracteristică datorită căreia substanțele sunt atât de diferite unele de altele. În fizică, această caracteristică se numește densitatea materiei și este predată în clasa a șaptea.

Densitatea unei substanțe: definiție și formulă

Definiția densității unei substanțe este următoarea: densitatea arată care este masa unei substanțe într-o unitate de volum, de exemplu, într-un metru cub. Deci, densitatea apei este de 1000 kg/m3, iar gheața este de 900 kg/m3, motiv pentru care gheața este mai ușoară și se află deasupra rezervoarelor iarna. Adică ce ne arată densitatea materiei în acest caz? O densitate a gheții de 900 kg/m3 înseamnă că un cub de gheață cu laturile de 1 metru cântărește 900 kg. Iar formula pentru determinarea densității unei substanțe este următoarea: densitate = masa/volum. Cantitățile incluse în această expresie sunt desemnate după cum urmează: masa - m, volumul corpului - V, iar densitatea este desemnată prin litera ρ (litera greacă „rho”). Și formula poate fi scrisă după cum urmează:

Cum se află densitatea unei substanțe

Cum se găsește sau se calculează densitatea unei substanțe? Pentru a face acest lucru, trebuie să cunoașteți volumul și greutatea corporală. Adică, măsurăm substanța, o cântărim și apoi pur și simplu substituim datele obținute în formulă și găsim valoarea de care avem nevoie. Și modul în care se măsoară densitatea unei substanțe este clar din formulă. Se măsoară în kilograme pe metru cub. Uneori folosesc și o valoare precum gramele pe centimetru cub. Convertirea unei valori în alta este foarte simplă. 1 g = 0,001 kg și 1 cm3 = 0,000001 m3. În consecință, 1 g/(cm)^3 =1000kg/m^3. De asemenea, trebuie amintit că densitatea unei substanțe este diferită în diferite stări de agregare. Adică sub formă solidă, lichidă sau gazoasă. Densitatea solidelor este cel mai adesea mai mare decât densitatea lichidelor și mult mai mare decât densitatea gazelor. Poate că o excepție foarte utilă pentru noi este apa, care, așa cum am considerat deja, cântărește mai puțin în stare solidă decât în ​​stare lichidă. Din cauza acestei caracteristici ciudate a apei este posibilă viața pe Pământ. Viața de pe planeta noastră, după cum știm, provine din oceane. Și dacă apa s-ar comporta ca toate celelalte substanțe, atunci apa din mări și oceane ar îngheța, gheața, fiind mai grea decât apa, s-ar scufunda în fund și s-ar afla acolo fără să se topească. Și numai la ecuator, într-o mică coloană de apă, viața ar exista sub forma mai multor specii de bacterii. Așa că putem să-i mulțumim apei pentru existența noastră.

Instrucțiuni

Deci, toată lumea nu a știut de mult că densitatea unei substanțe, fie ea lichidă sau solidă, poate fi calculată ca masă împărțită la volum. Adică, pentru a determina experimental densitatea apei lichide obișnuite, trebuie să: 1) Luați un cilindru de măsurare și cântăriți-l.
2) Turnați apă în el și înregistrați volumul pe care îl ocupă.
3) Se cântărește cilindrul cu apă.
4) Calculați diferența de masă, obținând masa apei.
5) Calculați densitatea folosind formula cunoscută

Cu toate acestea, am observat că valorile densității diferă la diferite temperaturi. Dar cel mai uimitor lucru este legea prin care se produce schimbarea. Oamenii de știință din întreaga lume sunt încă nedumeriți cu privire la acest fenomen. Nimeni nu poate rezolva misterul și să răspundă la întrebarea: „De ce valoarea densității în timpul încălzirii este de la 0 la 3,98 și după 3,98?” În urmă cu câțiva ani, fizicianul japonez Masakazu Matsumoto a propus un model pentru structura moleculelor de apă. Conform acestei teorii, în apă - vitrite se formează anumite microformații poligonale, care la rândul lor prevalează asupra fenomenului de alungire a legăturilor de hidrogen și comprimă moleculele de apă. Cu toate acestea, această teorie nu a fost încă confirmată experimental. Mai jos este prezentat un grafic al densității în funcție de temperatură. Pentru a-l utiliza aveți nevoie de: 1) Găsiți valoarea temperaturii de care aveți nevoie pe axa corespunzătoare.
2) Coborâți perpendiculara pe grafic. Marcați punctul de intersecție al dreptei și al funcției.
3) Din punctul rezultat, trasați o linie paralelă cu axa temperaturii și axa densității. Punctul de intersecție este valoarea dorită.Exemplu: Lăsați temperatura apei să fie de 4 grade, apoi densitatea, după construcție, se dovedește a fi egală cu 1 g/cm^3. Ambele valori sunt aproximative.

Pentru a determina o valoare mai precisă a densității, trebuie să utilizați tabelul. Dacă nu există date acolo pentru valoarea temperaturii de care aveți nevoie, atunci: 1) Găsiți valorile între care se află valoarea dorită. Pentru o mai bună înțelegere, să ne uităm la un exemplu. Lăsați să fie necesară densitatea apei la o temperatură de 65 de grade. Este între 60 și 70.
2) Desenați un plan de coordonate. Specificați axa x ca temperatură și axa y ca densitate. Marcați punctele pe care le cunoașteți pe grafic (A și B). Conectați-le cu o linie dreaptă.
3) Coborâți perpendiculara de la valoarea temperaturii de care aveți nevoie la segmentul obținut mai sus, marcați-l ca punct C.
4) Marcați punctele D, E, F așa cum se arată pe grafic.
5) Acum este clar că triunghiurile ADB și AFC sunt similare. Atunci este valabilă următoarea relație:
AD/AF=DB/EF, prin urmare:
(0,98318-0,97771)/(0,98318-x)=(70-60)/(65-60);
0,00547/(0,98318-x)=2
1,96636-2x=0,00547
x=0,980445
În consecință, densitatea apei la 65 de grade este de 0,980445 g/cm^3
Această metodă de găsire a unei valori se numește metoda de interpolare.

Definiție

Densitatea materiei (densitatea materiei corporale) este o mărime fizică scalară care este egală cu raportul dintre masa (dm) unui element mic al unui corp și unitatea sa de volum (dV). Cel mai adesea, densitatea unei substanțe este indicată printr-o literă greacă. Asa de:

Tipuri de densitate a materiei

Folosind expresia (1) pentru a determina densitatea, vorbim despre densitatea corpului într-un punct.

Densitatea unui corp depinde de materialul corpului și de starea termodinamică a acestuia.

unde m este masa corporală, V este volumul corpului.

Dacă corpul este neomogen, atunci uneori folosesc conceptul de densitate medie, care se calculează astfel:

unde m este masa corporală, V este volumul corpului. În tehnologie, pentru corpurile neomogene (de exemplu, granulare), este utilizat conceptul de densitate în vrac. Densitatea în vrac este calculată în același mod ca (3). Volumul se determină prin includerea spațiilor în vrac și materiale libere (cum ar fi nisip, pietriș, cereale etc.).

Când se iau în considerare gazele în condiții normale, se utilizează formula pentru a calcula densitatea:

unde este masa molară a gazului, este volumul molar al gazului, care în condiții normale este de 22,4 l/mol.

Unitati de masura a densitatii materiei

În conformitate cu definiția, putem scrie că unitățile de măsură ale densității în sistemul SI sunt: ​​= kg/m 3

în GHS: =g/(cm) 3

În acest caz: 1 kg/m 3 = (10) -3 g/(cm) 3.

Exemple de rezolvare a problemelor

Exemplu

Exercițiu. Care este densitatea apei dacă volumul ocupat de o moleculă de H 2 O este aproximativ egal cu m 3? Luați în considerare că moleculele din apă sunt strâns împachetate.

unde m 0 este masa unei molecule de apă. Să găsim m 0 folosind relația cunoscută:

unde N=1 este numărul de molecule (în cazul nostru o moleculă), m este masa numărului de molecule luate în considerare (în cazul nostru m=m 0), N A =6,02 10 23 mol -1 – constanta lui Avogadro, =18 10 - 3 kg/mol (deoarece masa moleculară relativă a apei este M r =18). Prin urmare, folosind expresia (2) pentru a găsi masa unei molecule avem:

Înlocuind m 0 în expresia (1), obținem:

Să calculăm valoarea necesară:

kg/m3

Răspuns. Densitatea apei este de 10 3 kg/m 3.

Exemplu

Exercițiu. Care este densitatea cristalelor de clorură de cesiu (CsCl) dacă cristalele au o rețea cristalină cubică (Fig. 1) la vârfurile căreia se află ioni de clor (Cl -), iar în centru se află un ion de cesiu (Cs + ). Se consideră că marginea rețelei cristaline este d=0,41 nm.

Soluţie. Ca bază pentru rezolvarea problemei, luăm următoarea expresie:

unde m este masa substanței (în cazul nostru, aceasta este masa unei molecule - constanta lui Avogadro, kg/mol masa molară a clorurii de cesiu (deoarece masa moleculară relativă a clorurii de cesiu este egală cu ). Expresia (2.1) pentru o moleculă va lua forma.