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数密度(符号: n或ρN )是用于描述可数物体(粒子、分子、声子、细胞、星系等)在物理空间中的集中程度的密集量:三维体积数密度,二维面数密度,或一维线数密度。人口密度是面数密度的一个例子。术语数浓度(符号:小写n或C ,以避免与大写N表示的物质数量混淆)有时在化学中用于相同数量,特别是在与其他浓度进行比较时。 目录 1 定义 2 单位 3 与其他量的关系 3.1 摩尔浓度 3.2 质量密度 4 例子 5 另见 6 参考文献 定义体积数密度是每单位体积指定物体的数量: [1] n = N V , {\displaystyle n={\frac {N}{V}},}其中N是体积V中的对象总数。 这里假设[2] N足够大,以至于将计数四舍五入到最接近的整数不会引入太多错误,但是V被选择得足够小,以至于得到的n不太依赖于大小或形状由于大尺度特征,体积V。 面积数密度是单位面积指定物体的数量, A : n ′ = N A , {\displaystyle n'={\frac {N}{A}},}同样,线数密度是每单位长度L中指定对象的数量: n ″ = N L , {\displaystyle n''={\frac {N}{L}},} 单位在国际单位制中,数密度以 m -3为单位,但通常使用 cm -3 。在处理室温和大气压下的气体、液体或固体的原子或分子时,国际单位不太实用,因为所得的数字非常大(大约 10 20 )。以理想气体在0 °C和1 atm的数密度作为衡量标准: n0 = 1 amg = 7000268677740000000♠2.6867774 × 1025 m−3通常作为一种数密度单位引入,对于任何物质在任何条件下(不一定限于0 °C和1 atm的理想气体)。 [3] 与其他量的关系 摩尔浓度对于任何物质,数密度可以用其量浓度c (以mol /m 3表示)表示为 n = N A c {\displaystyle n=N_{\rm {A}}c}其中NA是阿伏伽德罗常数。如果n和c中的空间尺寸单位米始终被任何其他空间尺寸单位替换,例如如果n以 cm -3为单位且c以 mol/cm 3为单位,或者如果n以L为单位,这仍然是正确的-1和c以 mol/L 为单位,等等。 质量密度对于具有明确定义的摩尔质量M (以kg /mol 为单位)的原子或分子,数密度有时可以用它们的质量密度ρ m (以 kg/m 3为单位)表示为 n = N A M ρ m . {\displaystyle n={\frac {N_{\rm {A}}}{M}}\rho _{\mathrm {m} }.}请注意,比率M / N A是单个原子或分子的质量,以 kg 为单位。 例子除非另有说明,下表列出了1 atm和20 °C下的数密度的常见示例。 部分材料的分子[4]数密度及相关参数 [需要引用] 材料 数密度, n 量浓度 质量密度_ 摩尔质量 (10 27 m -3 = 10 21 cm -3 ) (毫克) (10 3摩尔/米3 =摩尔/升) (10 3 kg /m 3 = g /cm 3 ) (10 -3公斤/摩尔=克/摩尔) 理想气体 0.02504 0.932 0.04158 41.58 × 10 -6 M 米 干燥的空气 0.02504 0.932 0.04158 1.2041 × 10 -3 28.9644 水 33.3679 1,241.93 55.4086 0.99820 18.01524 钻石 176.2 6,556 292.5 3.513 12.01 另见 柱状数浓度参考文献 ^ 国际纯化学和应用化学联合会,化学术语概略,第二版。(金皮书)(1997)。在线校正版: (2006–) "number concentration"。doi:10.1351/goldbook.{{{file}}}Error in template * mandatory parameter missing (GoldBookRef): file ^ Clayton T. Crowe; John D. Schwarzkopf; Martin Sommerfeld; Yutaka Tsuji, Multiphase flows with droplets and particles: allelochemical interactions, CRC Press: 18, 2011 [2022-10-11], ISBN 9780429106392, doi:10.1201/b11103, (原始内容存档于2022-01-30) ^ Joseph Kestin, A Course in Thermodynamics 2, Taylor & Francis: 230, 1979, ISBN 0-89116-641-6 ^ For elemental substances, atomic densities/concentrations are used |
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