Έννοια στον ορισμό ABC

Candela Rocío Barbisan | Οκτ. 2021
ΧΗΜΙΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

Είναι σημαντικό να μην συγχέουμε την πυκνότητα με τη συγκέντρωση, καθώς η συγκέντρωση είναι η ποσότητα της διαλυμένης ουσίας που περιέχεται σε μια δεδομένη ποσότητα διαλύματος ή διαλύτη. Ένα απλό πείραμα στο σπίτι που μπορούμε να πραγματοποιήσουμε στα σπίτια μας για να προσδιορίσουμε την πυκνότητα περιλαμβάνει την ανάμειξη μιας συγκεκριμένης ποσότητας ζάχαρης με νερό και τη διάλυσή της. Για να μπορέσουμε να υπολογίσουμε την πυκνότητα αυτού του διαλύματος πρέπει να πάρουμε ένα ποτήρι με διαβάθμιση που χρησιμοποιείται για μαγειρικές συνταγές και να το ζυγίσουμε σε ισορροπία τραπέζι.

Μόλις το ποτήρι τοποθετηθεί πάνω από τη ζυγαριά, η μάζα αυτού του άδειου ποτηριού μπορεί να καταγραφεί ή η ζυγαριά να «τρίψει» εάν έχει αυτή τη λειτουργία.

Στη συνέχεια, λαμβάνεται ένας ορισμένος όγκος διαλύματος και τοποθετείται μέσα στο ποτήρι, καταγράφεται ο όγκος που μετρήθηκε με ακρίβεια στο βαθμονομημένο ποτήρι και καταγράφεται η μάζα που περιέχεται σε αυτό. Αυτό μπορεί να επαναληφθεί με διαφορετικά ζεύγη μάζας και όγκου. Με αυτόν τον τρόπο, υπάρχουν διαφορετικές τιμές πυκνότητας όταν γίνεται η σχέση μεταξύ της μάζας και του καταγεγραμμένου όγκου.

Το σημαντικό που πρέπει να σημειωθεί είναι ότι η πυκνότητα αναμένεται να είναι ίδια σε κάθε σημείο, αφού είναι μια έντονη ιδιότητα που δεν εξαρτάται από την ποσότητα της ύλης στο σώμα. Σε αυτή την περίπτωση, η τιμή της πυκνότητας μπορεί να εκτιμηθεί ως σταθμισμένος μέσος όρος των διαφορετικών ζευγών μάζας και όγκου.

Εκτίμηση πυκνότητας

Η ίδια εμπειρία μπορεί να αναπαραχθεί και στο εργαστήριο, δουλεύοντας με βαθμονομημένα γυάλινα υλικά και τέλεια βαθμονομείται και ισορροπεί με υψηλότερο βαθμό ακρίβειας, με αποτέλεσμα οι εκτιμώμενοι υπολογισμοί να είναι πολύ πιο κοντά στην τιμή πραγματικός. Ομοίως, υπάρχει ένα όργανο που επιτρέπει τη μέτρηση της πυκνότητας ενός υγρού χρησιμοποιώντας την Αρχή του Αρχιμήδη ως βασική έννοια.

Γενικά, ένα υδρόμετρο είναι μια κοίλη ράβδος από γυάλινο υλικό της οποίας η τρύπα είναι διευρυμένη στο κάτω τμήμα και έχει βάρος (για παράδειγμα, μόλυβδο), έχει επίσης κλίμακα αποφοίτησε στην κορυφή. του λειτουργία και ο προσδιορισμός της πυκνότητας εξαρτάται από το βαθμό καθίζησης όταν βυθίζεται, αφού ανάλογα με την πυκνότητα του υγρού όπου βρίσκεται βυθισμένο, σύμφωνα με την Αρχή του Αρχιμήδη, το όργανο θα επιπλέει και μια συγκεκριμένη τιμή που αντιστοιχεί στην πυκνότητα θα διαβαστεί στην κλίμακα συγγενής. Γι' αυτό υπάρχουν δύο τύποι μετρητών πυκνότητας, αυτοί για πυκνότητες μεγαλύτερες από το νερό και μικρότερες από το νερό.

Υπάρχουν και άλλα είδη οργάνων για την εκτίμηση των πυκνοτήτων, μεταξύ των οποίων μπορούμε να αναφέρουμε τα ψηφιακά πυκνόμετρα και τα λήκνομετρα.

Παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν την πυκνότητα

Όπως γνωρίζουμε καλά, η πυκνότητα είναι μια φυσική ιδιότητα και μια κλιμακωτή ποσότητα. Αλλά τι μπορεί να κάνει την πυκνότητα μιας συγκεκριμένης ένωσης να ποικίλλει; Κυρίως ο παράγοντας του θερμοκρασία είναι μια σημαντική παράμετρος κατά τον προσδιορισμό της πυκνότητας. Είναι πολύ λογικό να σκέφτομαιΌταν αυξάνουμε τη θερμοκρασία, αυξάνεται η ανάδευση των μορίων και η δόνηση τους, γεγονός που οδηγεί τα σωματίδια να τείνουν να διαχωρίζονται και να καταλαμβάνουν περισσότερο όγκο. Κατά συνέπεια, η πυκνότητα θα μειωθεί καθώς ο όγκος θα τείνει να αυξάνεται διατηρώντας παράλληλα την ποσότητα της ύλης. Αν, αντίθετα, μειώσουμε τη θερμοκρασία, ο όγκος θα μειωθεί και η πυκνότητα θα τείνει να αυξηθεί.

Γι' αυτό, κάθε φορά που λαμβάνουμε δεδομένα σε πίνακα για μια συγκεκριμένη καθαρή ουσία ή διάλυμα, πρέπει να επαληθεύσουμε ότι τα εν λόγω δεδομένα αναφέρονται στη θερμοκρασία ενδιαφέροντος, διαφορετικά μπορεί να είναι διορθώθηκε. Για τη διόρθωσή του είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη αρκετές παράγοντες σαν τη ζέστη του εξάτμιση, για παράδειγμα.

Το νερό αποτελεί εξαίρεση στα προαναφερθέντα και μπορούμε εύκολα να το ελέγξουμε όταν βάλουμε υγρό νερό στην κατάψυξη, αφού θα παγώσει και θα αυξήσει τον όγκο του. Είναι επίσης για αυτόν τον λόγο που ο πάγος επιπλέει σε υγρό νερό και αυτό εξηγείται μέσω των δυνάμεων γεφύρωσης υδρογόνου που σχηματίζουν το νερό.

Τέλος, στην περίπτωση συμπιεστών υγρών (αέρια, γενικά) όπως το αέραςΑυτά θα μεταβάλλουν τον όγκο τους με τις διαφορές πίεσης, γεγονός που αναμφίβολα προκαλεί μια αλλαγή στην πυκνότητά τους, επομένως, σε αυτές τις περιπτώσεις, η πυκνότητα θα εξαρτηθεί και από την πίεση που ασκείται.