კონცენტრაცია

თავისუფალი ქართულენოვანი ენციკლოპედია ვიკიპედიიდან
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება

ფიზიკაში და ქიმიაში, კონცენტრაცია, ნაწილაკების კონცენტრაცია (სიმბოლო: n) არის სიდიდე, რომელიც აღწერს რაიმე თვლადი ობიექტების (მოცემული სახის ელემენტატული ნაწილაკების, მოლეკულების, ფონონების, გალაქტიკების და ა. შ.) კონცენტრაციას სამგანზომილებიან ფიზიკურ სივრცეში. ზედაპირული კონცენტრაცია (ობიექტების რაოდენობა ფართობის ერთეულზე) და წრფივი კონცენტრაცია (ობიექტების რაოდენობა ფართობის ერთეულზე) ანალოგიურად განიმარტება.

განმარტება[რედაქტირება]

კონცენტრაცია არის რაიმე ობიექტების ოდენობა მოცულობის ერთეულში. :[1]

n = \frac{N}{V} ,

სადაც

N არის ობიექტების სრული რაოდენობა V მოცულობაში.

აქ იგულისხმება[2] რომN დიდი რიცხვია, ისე რომ ნაწილაკების დათვლისას უახლოეს მთელ რიცხვამდე დამრგვალება საბოლოო შედეგზე მნიშვნელოვან გავლენას არ ახდენს. მეორე მხრივ იგულისხმება, რომ V შერჩეულია საკმაოდ მცირედ, რის შედეგად n არ არის დამოკიდებული V მოცულობის ზომასა და ფორმაზე.

ერთეულები[რედაქტირება]

SI სისტემაში კონცენტრაციის ერთეულია მ−3, თუმცა ხშირად გამოიყენება აგრეთვე სმ−3 ერთეულები. თუმცა ასეთი ერთეულები ხშირად არ არის მოხახერხებელი როდესაც საქმე გვაქვს აირების ან სითხეების ნაწილაკებთან ოთახის ტემპერატურაზე ატმოსფერული წნევის პირობებში, რადგან რიცხვითი მნიშვნელობა ძალიან დიდი გამოდის (1020 რიგის).

ზოგჯერ კონცენტრაციას ანორმირებენ იდეალური აირის კონცენტრაციაზე 0 °C and 1 ატმ წნევის დროს. შედეგად კონცენტრაციას ხშირად ზომავენ 1 ამაგატი = 2.6867774×1025 მ−3 ერთეულებში. [3]

გამოყენება[რედაქტირება]

კონცენტრაციის გამოყენებით შეიძლება განვსაზღვროთ ობიექტების სრული ოდენობა N რაიმე V მოცულობაში

N=\iiint_V n(x,y,z)\;dV ,

სადაც

dV=dx\,dy\,dz არის მოცულობის ელემენტი. თუ თითოეულ ობიექტს აქვს ტოლი m0 მასა, მაშინ V მოცულობაში მაქცეული ნაწილაკების სრული მასა m გამოისახება როგორც
m=\iiint_V m_0\, n(x,y,z)\;dV .

მსგავსი გამოსახულება სამართლიანი ელექტრული მუხტისთვის, და თვლადი ობიექტების სხვა მახასიათებელი სიდიდეებისთვის. მაგალითად, თუ ზემოთ მოყვანილ ფორმულაში მოვახდენთ შეცვლას m\rightarrow q (სრული მუხტი) და m_0\rightarrow q_0 (თითოეული ობიექტის მუხტი) მაშინ მივიღებთ გამოსახელებას სრული მოხტის დასათვლელად.

კავშირი სხვა სიდიდეებთან[რედაქტირება]

მოლური კონცენტრაცია[რედაქტირება]

ნებისმიერი ნივთიერებისთვის კონცენტრაცია n (მ−3 ერთეულებში) შეიძლება გამოსახული იქნას მოლური კონცენტრაცია c-ს (მოლი /მ3 ერთეულებში) მეშვეობით:

n=N_{\rm A}\,c ,

სადაც NA არის ავოგადროს რიცხვი ≈ 6.022×1023 მოლი−1. ეს გამოსახულება ძალაში რჩება, თუ სიგრძის ერთეულს, მეტრს, როგორც n ასევე c-სთვის რაიმე სხვა სიგრძის ერთეულით შევცვლით.

სიმკვრივე[რედაქტირება]

ატომებისა და მოლეკულებისთვის რომლებსაც გააჩნიათ მოლური მასა M (კილოგრამი/მოლი ერთეულებში), კონცენტრაცია შეიძლება გამოსახული იქნას სიმკვრივის მეშვეობით როგორც

n=\frac{N_{\rm A}}{M}\rho .

აქ M/NA არის ერთი ატომის მასა კილოგრამებში.

მაგალითები[რედაქტირება]

ცხრილში მოცემულია კონცენტრაციის ტიპიური მნიშვნელობები ნორმალურ პირობებში (1 ატმ წნევასა და 20 °C ტემპერატურაზე თუ სხვა რამ არ არის მითითებული.

ზოგი მატერიალის კონცენტრაცია და მასთან დაკავშირებული სხვა პარამეტრები
ნივთიერება კონცენტრაცია (n) მოლური კონცენტრაცია (c) სიმკვრივე (\rho) მოლური მასა (M)
ერთეული (1027−3) ან
(1021 სმ−3)
(ამაგატი) (103 მოლი/მ3) or (მოლი/ლიტრი) (103 კგ/მ3) or (/სმ3) (10−3 კგ/მოლი) or (/მოლი)
იდეალური აირი 0.02504 0.932 0.04158 41.58×10−6×M M
მშრალი ჰაერი 0.02504 0.932 0.04158 1.2041×10−3 28.9644
წყალი 33.3679 1241.93 55.4086 0.99820 18.01524
ალმასი 176.2 6556 292.5 3.513 12.01

სქოლიო[რედაქტირება]

  1. [|Mark G. Kuzyk] (1998), „Relationship Between the Molecular and Bulk Response“, Kuzyk, Mark G.; Dirk, Carl William, Characterization techniques and tabulations for organic nonlinear optical materials, CRC Press, p. 163, ISBN 0-8247-9968-2
  2. Clayton T. Crowe; Martin Sommerfeld; Yutaka Tsuji (1998), Multiphase flows with droplets and particles: allelochemical interactions, CRC Press, p. 18, ISBN 0-8493-9469-4
  3. Joseph Kestin (1979), A Course in Thermodynamics, 2, Taylor & Francis, p. 230, ISBN 0-8911-6641-6