Digtheid
- Hierdie artikel bespreek die digtheid van 'n stof. Sien Bevolkingsdigtheid vir 'n artikel oor die digtheid van 'n bevolking.
Digtheid dui op die hoeveelheid stof per volume of op die aantal items per volume of oppervlakte. Die digtheid van 'n stof (simbool: ρ - Grieks: rho) is 'n mate van massa per eenheid volume. Hoe hoër 'n voorwerp se digtheid, hoe hoër is sy massa per volume. Die gemiddelde digtheid van 'n voorwerp is gelyk aan sy totale massa gedeel deur sy totale volume. 'n Meer digte voorwerp (soos yster) het minder volume as 'n gelyke massa van 'n minder digte stof (soos water).
Die SI eenheid van digtheid is kilogram per kubieke meter (kg/m3)
met
ρ die voorwerp se digtheid (gemeet in kilogram per kubieke meter)
m die voorwerp se totale massa (gemeet in kilogram)
V die voorwerp se totale volume (gemeet in kubieke meter)
Ander eenhede
[wysig | wysig bron]Die verouderde g/cm³ (gram per kubieke sentimeter) of kg/L (kilogram per liter) mates kom steeds voor.
- 1 kg/dm3 = 1000 g/1000cm3 = 1 kg/l.
In Britse eenhede word digtheid gemeet in pond/kubieke voet.
Voorheen was massa en volume verbind deur die gram as die massa van een kubieke sentimeter water teen 3,98 °C te definieer, wat beteken het dat water 'n digtheid van 1 kg/liter gehad het. Dit het probleme geskep weens die kans van massaverlies as gevolg van verdamping, asook digtheidsveranderinge as gevolg van temperatuurveranderinge. Om hierdie rede is 'n alternatiewe definisie van die meter en kilogram ontwikkel wat meer getrou in 'n laboratorium herhaal kan word. Weens die nuwe definisies van meter en kilogram is die digtheid van water by 3.98 °C baie naby aan presies 1 kg/liter. 'n Kubieke meter water weeg dus een metrieke ton.
Digthede van stowwe
[wysig | wysig bron]Die hoogste bekende digtheid is heel moontlik te vinde in neutronstermaterie. Die singulariteit in die middel van 'n swartkolk het geen volume volgens algemene relatiwiteitsteorie, so die digtheid daarvan is ongedefinieerd.
Die mees digte stof wat natuurlik op Aarde voorkom is Iridium, teen ongeveer 22,650 kg/m3;.
'n Tabel van digthede van verskeie stowwe:
| Stof | Digtheid in kg/m3; |
|---|---|
| Iridium | 22,650 |
| Osmium | 22,610 |
| Platinum | 21,450 |
| Goud | 19,300 |
| Uraan | 19,050 |
| Kwik | 13,580 |
| Palladium | 12,023 |
| Lood | 11,340 |
| Silwer | 10,490 |
| Koper | 8,920 |
| Yster | 7,870 |
| Tin | 7,310 |
| Diamant | 3,500 |
| Aluminium | 2,700 |
| Magnesium | 1,740 |
| Seewater | 1,025 |
| Water | 1,000 |
| Etielalkohol | 790 |
| Petrol | 730 |
| Aerogel | 3 |
| Lug | 1,2 |
Let op die lae digtheid van aluminium in vergelyking met die meeste ander metale; juis om hierdie rede is vliegtuie in die verlede hiervan gemaak. Let ook daarop dat lug 'n nie-nul, alhoewel klein, digheid het. Aerogel is die wêreld se ligste vaste stof.
Tabel - digtheid van lug ρ, Spoed van klank in lug c, akoestiese impedansie Z teenoor temperatuur °C
| Effek van temperatuur | |||
| °C | c in m/s | ρ in kg/m3 | Z in N·s/m3 |
| - 10 | 325,4 | 1,341 | 436,5 |
| - 5 | 328,5 | 1,316 | 432,4 |
| 0 | 331,5 | 1,293 | 428,3 |
| + 5 | 334,5 | 1,269 | 424,5 |
| + 10 | 337,5 | 1,247 | 420,7 |
| + 15 | 340,5 | 1,225 | 417,0 |
| + 20 | 343,4 | 1,204 | 413,5 |
| + 25 | 346,3 | 1,184 | 410,0 |
| + 30 | 349,2 | 1,164 | 406,6 |
Digtheid van gasse
[wysig | wysig bron]Die digtheid van gasse is 'n funksie van druk en temperatuur en kan met die idealegaswet bereken word:
In eenhede van kg/m3ː
- of kg/m3
In eenhede van kmol/m3ː
- of kmol/m3
Relatiewe digtheid
[wysig | wysig bron]Relatiewe digtheid, voorheen bekend as [spesifieke gewig] of [soortlike gewig], is 'n dimensielose hoeveelheid gedefinieer as die digtheid van 'n stof gedeel deur 'n verwysingsdigtheid.
Vir vloeistowwe is word die digtheid van water by standaard temperatuur en druk (STP) gewoonlik gebruik. Dus is die verwysingsdigtheid 1000 kg/m3. Dus:
Vir gasse word die digtheid van die gas by STP gewoonlik gebruik en word dit gewoonlik gedeel deur die digtheid van lug by STP (ongeveer 1.292 kg/m3). Dus:
