Gustoća brojeva (simbol: n ili ρN)>) je intenzivna veličina koja se koristi za opisivanje stepena koncentracije prebrojivih objekata (čestice, molekula, fononi, ćelije, galaksije, itd.) u fizičkom prostoru: trodimenzionalna volumetrijska gustina brojeva, dvodimenzionalna realna gustina brojeva ili jednodimenzionalna linearna gustina brojeva. Gustoća naseljenosti je primjer arealne gustoće brojeva. Termin brojna koncentracija (simbol: malo slovo n ili C, kako bi se izbjegla zabuna sa količina supstance označena sa veliko slovo N) se ponekad koristi u hemiji za istu količinu, posebno kada se poredi sa drugim koncentracijama.
Definicija Brojna gustina volumena je broj određenih objekata po jedinici volumena:
gdje je N ukupan broj objekata u volumenu V.
Ovdje se pretpostavlja da je N dovoljno veliko da zaokruživanje broja na najbliži cijeli broj ne unosi veliku slučajnu grešku, međutim, V je odabrano da bude dovoljno malo da rezultirajući n ne zavisi mnogo od veličine ili oblika volumena V zbog karakteristika velikih razmjera.
Gustoća broja površina je broj određenih objekata po jedinici površine, A:
Slično tome, linearna gustoća brojeva je broj specificiranih objekata po jedinici dužine,L:
„Gustoća broja kolona“ je vrsta površinske gustoće, broj ili broj supstanci po jedinici površine, dobijen integracijom volumetrijske gustoće broja duž vertikalne putanje:
Povezana je sa gustinom mase kolone, pri čemu je volumetrijska brojna gustina zamijenjena zapreminskom masenom gustinom.
Jedinice U jedinicama SI, brojna gustina se mjeri u m−3, iako se često koristi cm−3. Međutim, ove jedinice nisu sasvim praktične kada se radi o atomima ili molekulima plinova, tečnosti ili čvrstih tvari na sobnoj temperaturi i atmosferskom pritisku, jer su rezultirajući brojevi izuzetno veliki (reda veličine 1020). Korištenjem brojčane gustoće idealnog plina pri i kao mjerila: se često uvodi kao jedinica brojčane gustoće, za bilo koju supstancu pri bilo kojim uvjetima (nije nužno ograničeno na idealni plin pri i ).
Upotreba Koristeći gustinu brojeva kao funkciju prostornih koordinata, ukupan broj objekata N u cijelom volumenu V može se izračunati kao gdje dV = dx dy dz je element zapremine. Ako svaki objekat posjeduje istu masu m0, ukupna masa m svih objekata u zapremini V može se izraziti kao Slični izrazi važe za električni naboj ili bilo koju drugu veliku količinu povezanu s brojivim objektima. Na primjer, zamjena m sa q (ukupno naboje) i m0 sa q0 (naboje svakog objekta) u gornjoj jednačini dovest će do ispravnog izraza za naboj.
Gustoć broja molekula otopljene tvari u rastvaraču ponekad se naziva koncentracija, iako se obično koncentracija izražava kao broj molova po jedinici volumena (i stoga se naziva molarna koncentracija).
Odnos prema drugim količinama Molarna koncentracija Za bilo koju supstancu, gustoća broja može se izraziti u terminima njene količine koncentracije c (u mol/m3) kao
gdje je Avogadrova konstanta. Ovo i dalje važi ako se jedinica za prostornu dimenziju, metar, i u n i u c dosljedno zamjenjuje bilo kojom drugom jedinicom za prostornu dimenziju, npr. ako je n u cm−3 i c je u mol/cm3, ili ako je n u L−1 i c je u mol/L, itd.
Gustoća mase Za atome ili molekule dobro definirane molarne mase M (u kg/mol), gustoća broja ponekad se može izraziti u terminima njihove gustoće mase ρm (u kg/m3) kao Treba imati na umu da je odnos M/NA masa jednog atoma ili molekule u kg.
Primjeri Sljedeća tabela navodi uobičajene primjere gustoća brojeva pri 1 atm i 20 °C, osim ako nije drugačije navedeno. + MolekularneZa elementarne supstance koriste se atomske gustoće/koncentracije brojna gustoća i srodni parametri nekih materijala Materjial Gustoća brojeva, n Količina koncentracije, c Gustina mase, ρm Molarna masa, M (1027 m−3 = 1021 cm−3) (amg) (103 mol/m3 = mol/L) (103 kg/m3 = g/cm3) (10−3 kg/mol = g/mol) Idealni plin 0,02504 0,932 0,04158 41,58 × 10−6 M M Suhi zrak 0,02504 0,932 0,04158 1,2041 × 10−3 28,9644 Voda 33,3679 1.241,93 55,4086 0,99820 18,01524 Dijamant 176,2 6.556 292,5 3,513 12,01
Također pogledajte Gustoća kolonskog broja
Reference
Kategorija:Gustoća Kategorija:Geografija stanovništva Kategorija:Skalarne fizičke veličine Kategorija:Plazmatski parametri Kategorija:Koncentracija