KRYŠTÁLOVÁ FYZIKA

FYZIKÁLNE VLASTNOSTI KRYŠTÁLOV

Hustota

Hustota je fyzikálna veličina určená pre homogénnu látku hmotnosťou jej jednotkového objemu. Pre nehomogénnu látku sa hustota v určitom bode vypočíta ako hranica pomeru hmotnosti telesa (m) k jeho objemu (V), keď sa objem do tohto bodu stiahne. Priemerná hustota heterogénnej látky je pomer m/V.

Hustota látky závisí od jej hmotnosti atómov, z ktorých pozostáva, a na hustote zloženia atómov a molekúl v látke. Čím väčšia je hmotnosť atómov, tým väčšia je hustota.

Ale ak vezmeme do úvahy tú istú látku v rôznych stavoch agregácie, uvidíme, že jej hustota bude iná!

Pevná látka je stav agregácie látky, ktorý sa vyznačuje stálosťou tvaru a charakterom tepelného pohybu atómov, ktoré vykonávajú malé vibrácie okolo rovnovážnych polôh. Kryštály sa vyznačujú priestorovou periodicitou v usporiadaní rovnovážnych polôh atómov. V amorfných telesách atómy vibrujú okolo náhodne umiestnených bodov. Podľa klasických koncepcií je stabilný stav (s minimom potenciálnej potenciálnej energie) pevnej látky kryštalický. Amorfné teleso je v metastabilnom stave a časom by sa malo premeniť na kryštalický stav, ale čas kryštalizácie je často taký dlhý, že sa metastabilita vôbec neprejaví.

Atómy sú navzájom pevne spojené a veľmi tesne zbalené. Preto má látka v tuhom stave najvyššiu hustotu.

Kvapalné skupenstvo je jedným zo súhrnných stavov hmoty. Hlavnou vlastnosťou kvapaliny, ktorá ju odlišuje od ostatných stavov agregácie, je schopnosť neobmedzene meniť svoj tvar pod vplyvom mechanických namáhaní, dokonca aj ľubovoľne malých, pričom si prakticky zachováva svoj objem.

Kvapalné skupenstvo sa zvyčajne považuje za medziprodukt medzi pevným a plynu: plyn si nezachováva ani objem, ani tvar, ale pevná látka si zachováva oboje.

Tvar tekutých telies môže byť úplne alebo čiastočne určený tým, že ich povrch sa správa ako elastická membrána. Voda sa teda môže hromadiť v kvapkách. Kvapalina je však schopná prúdiť aj pod jej stacionárnym povrchom, čo tiež znamená, že forma (vnútorné časti telesa kvapaliny) nie je zachovaná.

Hustota balenia atómov a molekúl je stále vysoká, takže hustota látky v kvapalnom stave sa veľmi nelíši od pevného.

Plyn je stav agregácie látky, ktorý sa vyznačuje veľmi slabými väzbami medzi jej zložkami (molekuly, atómy alebo ióny), ako aj ich vysokou pohyblivosťou. Častice plynu sa pohybujú takmer voľne a chaoticky v intervaloch medzi zrážkami, počas ktorých dochádza k prudkej zmene charakteru ich pohybu.

Plynné skupenstvo látky v podmienkach, keď je možná existencia stabilnej kvapalnej alebo pevnej fázy tej istej látky, sa zvyčajne nazýva para.

Rovnako ako kvapaliny, aj plyny majú tekutosť a odolávajú deformácii. Na rozdiel od kvapalín, plyny nemajú pevný objem a netvoria voľný povrch, ale majú tendenciu vyplniť celý dostupný objem (napríklad nádobu).

Plynný stav je najbežnejším stavom hmoty vo vesmíre (medzihviezdna hmota, hmloviny, hviezdy, planetárne atmosféry atď.). Chemické vlastnosti plynov a ich zmesí sú veľmi rôznorodé – od inertných plynov s nízkou aktivitou až po výbušné zmesi plynov. Medzi plyny niekedy patria nielen sústavy atómov a molekúl, ale aj sústavy iných častíc – fotóny, elektróny, Brownove častice, ako aj plazma.

Molekuly kvapaliny nemajú presne určenú polohu, no zároveň nemajú úplnú voľnosť pohybu. Je medzi nimi príťažlivosť, dostatočne silná na to, aby ich udržala blízko seba.

Molekuly majú medzi sebou veľmi slabé väzby a vzďaľujú sa od seba. Hustota balenia je veľmi nízka, preto je látka v plynnom stave

má nízku hustotu.

2. Typy hustoty a merné jednotky

Hustota sa meria v kg/m³ v systéme SI a vg/cm³ v systéme GHS, zvyšok (g/ml, kg/l, 1 t/ M3) – deriváty.

Pre zrnité a porézne telesá existujú:

Skutočná hustota, určená bez zohľadnenia dutín

Zdanlivá hustota, vypočítaná ako pomer hmotnosti látky k celému objemu, ktorý zaberá

3. Vzorec na zistenie hustoty

Hustota sa zistí podľa vzorca:

Preto číselná hodnota hustoty látky ukazuje hmotnosť jednotky objemu tejto látky. Napríklad hustota liatina 7 kg/dm3. To znamená, že 1 dm3 liatiny má hmotnosť 7 kg. Hustota sladkej vody je 1 kg/l. Preto sa hmotnosť 1 litra vody rovná 1 kg.

Na výpočet hustoty plynov môžete použiť vzorec:

kde M je molárna hmotnosť plynu, Vm je molárny objem (za normálnych podmienok sa rovná 22,4 l/mol).

4. Závislosť hustoty od teploty

S klesajúcou teplotou sa spravidla zvyšuje hustota, aj keď existujú látky, ktorých hustota sa správa inak, napríklad voda, bronz a liatina. Hustota vody má teda maximálnu hodnotu pri 4 °C a s rastúcou aj klesajúcou teplotou klesá.

Keď sa zmení stav agregácie, hustota látky sa náhle zmení: hustota sa zvýši pri prechode z plynného skupenstva do kvapalného stavu a pri stuhnutí kvapaliny. Je pravda, že voda je výnimkou z tohto pravidla; jej hustota klesá, keď tuhne.

Pre rôzne prírodné objekty sa hustota mení vo veľmi širokom rozsahu. Medzigalaktické médium má najnižšiu hustotu (ρ ~ 10-33 kg/m³). Hustota medzihviezdneho prostredia je asi 10-21 kg/M3. Priemerná hustota Slnka je približne 1,5-krát vyššia ako hustota vody, rovná sa 1000 kg/M3, a priemerná hustota Zeme je 5520 kg/M3. Osmium má najvyššiu hustotu spomedzi kovov (22 500 kg/M3) a hustota neutrónových hviezd je rádovo 1017÷1018 kg/M3.

5. Hustoty niektorých plynov

- Hustota plynov a pár (0°C, 101325 Pa), kg/m³

Kyslík 1,429

Amoniak 0,771

Krypton 3 743

Argón 1,784

Xenón 5,851

Vodík 0,090

metán 0,717

Vodná para (100 °C) 0,598

Vzduch 1,293

Oxid uhličitý 1,977

Hélium 0,178

Etylén 1,260

- Hustota niektorých druhov dreva

Hustota dreva, g/cm³

Balza 0,15

Jedľa sibírska 0,39

Sekvoja vždyzelená 0,41

Pagaštan konský 0,56

Gaštan jedlý 0,59

Cypress 0,60

Čerešňa vtáčia 0,61

Lieska 0,63

Orech 0,64

Breza 0,65

Brest hladký 0,66

Smrekovec 0,66

Javor poľný 0,67

Teak 0,67

Švajčiarsko (mahagón) 0,70

Platan 0,70

Zhoster (rakytník) 0,71

Orgován 0,80

Hloh 0,80

Pekanové orechy (cariah) 0,83

Santalové drevo 0,90

Zimostráz 0,96

Tomel ebenový 1.08

Quebracho 1.21

Gweyakum alebo backout 1.28

- Hustotakovy(pri 20 °C) t/M3

Hliník 2,6889

Volfrám 19,35

Grafit 1,9 - 2,3

Železo 7.874

Zlato 19.32

Draslík 0,862

Vápnik 1,55

Kobalt 8,90

Lítium 0,534

Horčík 1,738

Meď 8.96

Sodík 0,971

Nikel 8,91

Cín(biela) 7,29

Platina 21,45

Plutónium 19,25

Viesť 11.336

Striebro 10,50

Titan 4.505

Cézium 1.873

Zirkónium 6,45

- Hustota zliatin (pri 20°C)) t/M3

Bronz 7,5 - 9,1

Zliatina dreva 9.7

Dural 2,6 - 2,9

Konštantán 8,88

Mosadz 8,2 - 8,8

Nichrome 8.4

Platina-irídium 21,62

Oceľ 7,7 - 7,9

Nerezová oceľ (priemer) 7,9 - 8,2

triedy 08H18H10Т, 10H18H10Т 7,9

stupne 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т 8

stupne 06ХН28МТ, 06ХН28МДТ 7,95

stupne 08H22Н6Т, 12Х21Н5Т 7,6

Biela liatina 7,6 - 7,8

Sivá liatina 7,0 - 7,2

Na váhy položíme železné a hliníkové valce rovnakého objemu (obr. 122). Rovnováha váh je narušená. prečo?

Ryža. 122

V laboratórnej práci ste merali telesnú hmotnosť porovnaním hmotnosti závaží s vašou telesnou hmotnosťou. Keď boli váhy v rovnováhe, tieto hmotnosti boli rovnaké. Nerovnováha znamená, že hmotnosti telies nie sú rovnaké. Hmotnosť železného valca je väčšia ako hmotnosť hliníkového valca. Ale objemy valcov sú rovnaké. To znamená, že jednotkový objem (1 cm3 alebo 1 m3) železa má väčšiu hmotnosť ako hliník.

Hmotnosť látky obsiahnutej v jednotke objemu sa nazýva hustota látky. Ak chcete zistiť hustotu, musíte rozdeliť hmotnosť látky jej objemom. Hustota sa označuje gréckym písmenom ρ (rho). Potom

hustota = hmotnosť/objem

p = m/V.

Jednotkou hustoty SI je 1 kg/m3. Hustoty rôznych látok sa stanovujú experimentálne a sú uvedené v tabuľke 1. Obrázok 123 zobrazuje hmotnosti látok, ktoré poznáte, v objeme V = 1 m 3 .

Ryža. 123

Hustota pevných látok, kvapalín a plynov
(pri normálnom atmosférickom tlaku)

Ako rozumieme tomu, že hustota vody je ρ = 1000 kg/m3? Odpoveď na túto otázku vyplýva zo vzorca. Hmotnosť vody v objeme V = 1 m 3 sa rovná m = 1000 kg.

Zo vzorca hustoty, hmotnosť látky

m = ρV.

Z dvoch telies rovnakého objemu má väčšiu hmotnosť teleso s väčšou hustotou hmoty.

Pri porovnaní hustôt železa ρ l = 7800 kg/m 3 a hliníka ρ al = 2700 kg/m 3 pochopíme, prečo sa v experimente (pozri obr. 122) ukázala hmotnosť železného valca väčšia ako hmotnosť hliníkového valca rovnakého objemu.

Ak sa objem telesa meria v cm3, potom na určenie hmotnosti telesa je vhodné použiť hodnotu hustoty ρ, vyjadrenú vg/cm3.

Pre homogénne telesá, teda pre telesá pozostávajúce z jednej látky, sa používa vzorec hustoty látky ρ = m/V. Ide o telesá, ktoré nemajú vzduchové dutiny alebo neobsahujú nečistoty iných látok. Čistota látky sa posudzuje podľa nameranej hustoty. Je napríklad do zlatej tehličky pridaný nejaký lacný kov?

Zamyslite sa a odpovedzte

1. Ako by sa zmenilo vyváženie váh (pozri obr. 122), keby sa namiesto železného valca položil na pohár drevený valec rovnakého objemu?
2. Čo je hustota?
3. Závisí hustota látky od jej objemu? Od masy?
4. V akých jednotkách sa meria hustota?
5. Ako prejsť z jednotky hustoty g/cm 3 na jednotku hustoty kg/m 3?

Zaujímavé vedieť!

Látka v pevnom skupenstve má spravidla väčšiu hustotu ako v kvapalnom skupenstve. Výnimkou z tohto pravidla je ľad a voda, pozostávajúce z molekúl H 2 O. Hustota ľadu je ρ = 900 kg/m 3, hustota vody? = 1000 kg/m3. Hustota ľadu je menšia ako hustota vody, čo naznačuje menšiu hustotu molekúl (t.j. väčšie vzdialenosti medzi nimi) v pevnom skupenstve látky (ľad) ako v kvapalnom skupenstve (voda). V budúcnosti sa stretnete s ďalšími veľmi zaujímavými anomáliami (abnormalitami) vlastností vody.

Priemerná hustota Zeme je približne 5,5 g/cm 3 . Toto a ďalšie fakty známe vede nám umožnili vyvodiť niektoré závery o štruktúre Zeme. Priemerná hrúbka zemskej kôry je asi 33 km. Zemská kôra sa skladá predovšetkým z pôdy a hornín. Priemerná hustota zemskej kôry je 2,7 g/cm 3 a hustota hornín ležiacich priamo pod zemskou kôrou je 3,3 g/cm 3 . Obe tieto hodnoty sú však menšie ako 5,5 g/cm3, t.j. menej ako priemerná hustota Zeme. Z toho vyplýva, že hustota hmoty nachádzajúcej sa v hlbinách zemegule je väčšia ako priemerná hustota Zeme. Vedci naznačujú, že v strede Zeme hustota látky dosahuje 11,5 g / cm 3, to znamená, že sa blíži hustote olova.

Priemerná hustota tkaniva ľudského tela je 1036 kg/m3, hustota krvi (pri t = 20°C) je 1050 kg/m3.

Balzové drevo má nízku hustotu dreva (2 krát menšiu ako korok). Vyrábajú sa z neho plte a záchranné pásy. Na Kube rastie chlpatý strom Eshinomena, ktorého drevo má hustotu 25-krát menšiu ako hustota vody, t.j. ρ = 0,04 g/cm 3 . Hadí strom má veľmi vysokú hustotu dreva. Strom sa ponára do vody ako kameň.

Urobte si to sami doma

Zmerajte hustotu mydla. Na tento účel použite mydlo v tvare obdĺžnika. Porovnajte hustotu, ktorú ste namerali, s hodnotami, ktoré získali vaši spolužiaci. Sú výsledné hodnoty hustoty rovnaké? prečo?

Zaujímavé vedieť

Už za života slávneho starogréckeho vedca Archimeda (obr. 124) sa o ňom tvorili legendy, ktorých dôvodom boli jeho vynálezy, ktoré udivovali jeho súčasníkov. Jedna z legiend hovorí, že syrakúzsky kráľ Heron II. požiadal mysliteľa, aby určil, či je jeho koruna vyrobená z čistého zlata, alebo či do nej klenotník primiešal značné množstvo striebra. Samozrejme, koruna musela zostať neporušená. Pre Archimeda nebolo ťažké určiť hmotnosť koruny. Oveľa náročnejšie bolo presne zmerať objem koruny, aby bolo možné vypočítať hustotu kovu, z ktorého bola odliata, a určiť, či ide o čisté zlato. Problém bol v tom, že to bol nesprávny tvar!

Ryža. 124

Jedného dňa sa Archimedes, ponorený do myšlienok o korune, kúpal vo vani, kde dostal geniálny nápad. Objem koruny sa dá určiť meraním objemu ňou vytlačenej vody (tento spôsob merania objemu nepravidelne tvarovaného telesa poznáte). Po určení objemu koruny a jej hmotnosti Archimedes vypočítal hustotu látky, z ktorej klenotník vyrobil korunu.

Ako hovorí legenda, hustota hmoty koruny sa ukázala byť menšia ako hustota čistého zlata a nepoctivý klenotník bol prichytený v podvode.

Cvičenia

1. Hustota medi je ρ m = 8,9 g/cm3 a hustota hliníka je ρ al = 2700 kg/m3. Ktorá látka je hustejšia a koľkokrát?
2. Určte hmotnosť betónovej dosky, ktorej objem je V = 3,0 m 3.
3. Z akej látky je guľa s objemom V = 10 cm 3 vyrobená, ak jej hmotnosť m = 71 g?
4. Určte hmotnosť okenného skla, ktorého dĺžka a = 1,5 m, výška b = 80 cm a hrúbka c = 5,0 mm.
5. Celková hmotnosť N = 7 rovnakých plechov strešnej krytiny m = 490 kg. Veľkosť každého plechu je 1 x 1,5 m. Určte hrúbku plechu.
6. Oceľové a hliníkové valce majú rovnaký prierez a hmotnosť. Ktorý valec má väčšiu výšku a o koľko?

Všetko okolo nás pozostáva z rôznych látok. Lode a kúpele sú postavené z dreva, žehličky a postieľky sú vyrobené zo železa, pneumatiky na kolesách a gumy na ceruzkách sú vyrobené z gumy. A rôzne predmety majú rôznu hmotnosť – šťavnatý zrelý melón si z trhu ľahko odnesie každý z nás, no nad váhou rovnakej veľkosti sa budeme musieť zapotiť.

Každý si pamätá známy vtip: „Čo je ťažšie? Kilogram nechtov alebo kilogram páperia? Tomuto detskému triku už neprepadneme, vieme, že hmotnosť oboch bude rovnaká, no objem výrazne odlišný. Prečo sa to teda deje? Prečo majú rôzne telesá a látky rôznu hmotnosť pri rovnakej veľkosti? Alebo naopak, rovnaká hmotnosť s rôznymi veľkosťami? Je zrejmé, že existuje určitá charakteristika, vďaka ktorej sa látky navzájom tak líšia. Vo fyzike sa táto charakteristika nazýva hustota hmoty a vyučuje sa v siedmom ročníku.

Hustota látky: definícia a vzorec

Definícia hustoty látky je nasledovná: hustota ukazuje, aká je hmotnosť látky v jednotke objemu, napríklad v jednom kubickom metre. Hustota vody je teda 1000 kg/m3 a ľadu 900 kg/m3, preto je ľad ľahší a v zime je na vrchu nádrží. To znamená, čo nám v tomto prípade ukazuje hustota hmoty? Hustota ľadu 900 kg/m3 znamená, že kocka ľadu so stranami 1 meter váži 900 kg. A vzorec na určenie hustoty látky je nasledovný: hustota = hmotnosť/objem. Veličiny zahrnuté v tomto výraze sú označené nasledovne: hmotnosť - m, objem tela - V a hustota je označená písmenom ρ (grécke písmeno „rho“). A vzorec môže byť napísaný takto:

Ako zistiť hustotu látky

Ako nájsť alebo vypočítať hustotu látky? Aby ste to dosiahli, musíte poznať objem tela a telesnú hmotnosť. To znamená, že látku odmeriame, odvážime a získané údaje potom jednoducho dosadíme do vzorca a nájdeme hodnotu, ktorú potrebujeme. A ako sa meria hustota látky, je jasné zo vzorca. Meria sa v kilogramoch na meter kubický. Niekedy používajú aj hodnotu ako gramy na kubický centimeter. Prevod jednej hodnoty na inú je veľmi jednoduchý. 1 g = 0,001 kg a 1 cm3 = 0,000001 m3. V súlade s tým 1 g/(cm)^3 = 1000 kg/m^3. Malo by sa tiež pamätať na to, že hustota látky je v rôznych stavoch agregácie odlišná. Teda v pevnej, kvapalnej alebo plynnej forme. Hustota pevných látok je najčastejšie vyššia ako hustota kvapalín a oveľa vyššia ako hustota plynov. Snáď veľmi užitočnou výnimkou je pre nás voda, ktorá, ako sme už uvažovali, váži v pevnom skupenstve menej ako v kvapalnom. Práve vďaka tejto zvláštnej vlastnosti vody je možný život na Zemi. Život na našej planéte, ako vieme, pochádza z oceánov. A ak by sa voda správala ako všetky ostatné látky, potom by voda v moriach a oceánoch premrzla, ľad, ktorý je ťažší ako voda, by klesol na dno a ležal by tam bez roztopenia. A len na rovníku, v malom stĺpci vody, by existoval život v podobe niekoľkých druhov baktérií. Takže môžeme poďakovať vode za našu existenciu.

Inštrukcie

Takže každý už dlho nevedel, že hustotu látky, či už kvapaliny alebo pevného agregátu, možno vypočítať ako hmotnosť delenú objemom. To znamená, že na experimentálne stanovenie hustoty obyčajnej tekutej vody potrebujete: 1) Zobrať odmerný valec a odvážiť ho.
2) Nalejte do nej vodu a zaznamenajte objem, ktorý zaberá.
3) Odvážte valec s vodou.
4) Vypočítajte hmotnostný rozdiel a získajte hmotnosť vody.
5) Vypočítajte hustotu pomocou známeho vzorca

Všimli sme si však, že hodnoty hustoty sa pri rôznych teplotách líšia. Ale najúžasnejší je zákon, ktorým k zmene dochádza. Vedci na celom svete si stále lámu hlavu nad týmto javom. Nikto nedokáže vyriešiť záhadu a odpovedať na otázku: "Prečo je hodnota hustoty počas zahrievania od 0 do 3,98 a po 3,98?" Pred niekoľkými rokmi japonský fyzik Masakazu Matsumoto navrhol model štruktúry molekúl vody. Podľa tejto teórie vznikajú vo vode určité polygonálne mikroformácie - vitity, ktoré zasa prevládajú nad fenoménom predlžovania vodíkových väzieb a stláčaním molekúl vody. Táto teória však zatiaľ nebola experimentálne potvrdená. Nižšie je uvedený graf závislosti hustoty na teplote. Na jeho použitie potrebujete: 1) Nájdite požadovanú hodnotu teploty na zodpovedajúcej osi.
2) Znížte kolmicu na graf. Označte priesečník čiary a funkcie.
3) Z výsledného bodu nakreslite priamku rovnobežnú s osou teploty s osou hustoty. Priesečník je požadovaná hodnota Príklad: Nech je teplota vody 4 stupne, potom sa hustota po konštrukcii rovná 1 g/cm^3. Obe tieto hodnoty sú približné.

Ak chcete určiť presnejšiu hodnotu hustoty, musíte použiť tabuľku. Ak tam nie sú žiadne údaje pre požadovanú hodnotu teploty, potom: 1) Nájdite hodnoty, medzi ktorými sa nachádza požadovaná hodnota. Pre lepšie pochopenie sa pozrime na príklad. Nech je požadovaná hustota vody pri teplote 65 stupňov. Je to medzi 60 a 70.
2) Nakreslite súradnicovú rovinu. Zadajte os x ako teplotu a os y ako hustotu. Označte body, ktoré poznáte, do grafu (A a B). Spojte ich priamou čiarou.
3) Znížte kolmicu z hodnoty teploty, ktorú potrebujete, na segment získaný vyššie, označte ho ako bod C.
4) Označte body D, E, F ako je znázornené na grafe.
5) Teraz je jasne viditeľné, že trojuholníky ADB a AFC sú podobné. Potom platí nasledujúci vzťah:
AD/AF=DB/EF, teda:
(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
V súlade s tým je hustota vody pri 65 stupňoch 0,980445 g/cm^3
Tento spôsob hľadania hodnoty sa nazýva interpolačná metóda.

Definícia

Hustota hmoty (hustota hmoty tela) je skalárna fyzikálna veličina, ktorá sa rovná pomeru hmotnosti (dm) malého prvku telesa k jeho jednotkovému objemu (dV). Najčastejšie sa hustota látky označuje gréckym písmenom. Takže:

Typy hustoty hmoty

Pomocou výrazu (1) na určenie hustoty hovoríme o hustote telesa v bode.

Hustota telesa závisí od materiálu telesa a jeho termodynamického stavu.

kde m je telesná hmotnosť, V je telesný objem.

Ak je telo nehomogénne, potom niekedy používajú koncept priemernej hustoty, ktorý sa vypočíta ako:

kde m je telesná hmotnosť, V je telesný objem. V technike sa pre nehomogénne (napríklad zrnité) telesá používa pojem objemová hmotnosť. Objemová hmotnosť sa vypočíta rovnakým spôsobom ako (3). Objem je určený zahrnutím priestorov v sypkých a sypkých materiáloch (ako je piesok, štrk, obilie atď.).

Pri posudzovaní plynov za normálnych podmienok sa na výpočet hustoty používa vzorec:

kde je molárna hmotnosť plynu, je molárny objem plynu, ktorý je za normálnych podmienok 22,4 l/mol.

Jednotky na meranie hustoty hmoty

V súlade s definíciou môžeme napísať, že jednotky merania hustoty v sústave SI sú: = kg/m 3

v GHS: = g/(cm) 3

V tomto prípade: 1 kg/m3 = (10) -3 g/(cm)3.

Príklady riešenia problémov

Príklad

Cvičenie. Aká je hustota vody, ak objem, ktorý zaberá jedna molekula H 2 O, je približne rovný m 3? Zvážte, že molekuly vo vode sú pevne zbalené.

kde m 0 je hmotnosť molekuly vody. Nájdite m 0 pomocou známeho vzťahu:

kde N=1 je počet molekúl (v našom prípade jedna molekula), m je hmotnosť počtu uvažovaných molekúl (v našom prípade m=m 0), N A =6,02 10 23 mol -1 – Avogadrova konštanta, =18 10 - 3 kg/mol (keďže relatívna molekulová hmotnosť vody je M r =18). Preto pomocou výrazu (2) na nájdenie hmotnosti jednej molekuly máme:

Dosaďte m 0 do výrazu (1), dostaneme:

Vypočítajme požadovanú hodnotu:

kg/m3

Odpoveď. Hustota vody je 103 kg/m3.

Príklad

Cvičenie. Aká je hustota kryštálov chloridu cézneho (CsCl), ak majú kryštály kubickú kryštálovú mriežku (obr. 1), v ktorej vrcholoch sú ióny chlóru (Cl -), a v strede cézny ión (Cs + ). Okraj kryštálovej mriežky považujte za d=0,41 nm.

Riešenie. Ako základ pre riešenie problému berieme nasledujúci výraz:

kde m je hmotnosť látky (v našom prípade je to hmotnosť jednej molekuly - Avogadrova konštanta, kg/mol molárnej hmotnosti chloridu cézneho (pretože relatívna molekulová hmotnosť chloridu cézneho sa rovná ). Expresia (2.1) pre jednu molekulu bude mať formu.