Gęstość liczbowa

Gęstość liczbowa – wielkość intensywna określająca liczbę obiektów przypadających na jednostkę objętościSzablon:R. Stosowana jest, między innymi, w odniesieniu do cząstekSzablon:R, nośników ładunkuSzablon:R, gwiazdSzablon:R i komórekSzablon:R. W opisie zagadnień chemicznych (na przykład przy określaniu zawartości cząstek stałych – pyłów, włókien – w powietrzu)Szablon:R używany jest również termin stężenie liczbowe, przez analogię do innych sposobów wyrażania stężeń w chemiiSzablon:R, a w innych dziedzinach także koncentracjaSzablon:RSzablon:U.

Gęstość liczbową oblicza się według wzoru:

$n=\frac{N}{V}$

gdzie: n – gęstość liczbowa, N – liczba obiektów, V – objętość.

Jednostki gęstości liczbowej

W układzie SI jednostką gęstości liczbowej jest m⁻³, tj. liczba obiektów na 1 m³Szablon:R. W praktyce stosowane mogą być również wielokrotności i podwielokrotności, np. cm⁻³Szablon:R. Czasami gęstość liczbowa wyrażana jest także w amagatach (amg), zdefiniowanych jako gęstość liczbowa gazu doskonałego w warunkach normalnychSzablon:R:

$1\mathrm{a}\mathrm{m}\mathrm{g}=n_0\approx 2,687\cdot 10^{19}{\mathrm{c}\mathrm{m}}^{-3}\approx 44,615\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{m}}^{-3}$

Parametr n₀ to stała Loschmidta. Gęstość liczbowa wyrażona w amagatach będzie więc stosunkiem gęstości liczbowej do stałej Loschmidta wyrażonych w tej samej jednostce (np. w m⁻³)Szablon:R:

$n[\mathrm{a}\mathrm{m}\mathrm{g}]=\frac{n}{n_0}$

Powiązane wielkości

Stężenie molowe i ułamek molowy

Stężenie liczbowe jest ściśle związane ze stężeniem molowym. Obydwa rodzaje stężeń określają liczbę cząstek zawartych w jednostce objętości, przy czym drugie z nich wykorzystuje do tego jednostkę liczności materii jaką jest mol. Czasem są one ze sobą utożsamianeSzablon:R, jednak stanowią różne wielkości wyrażane w innych jednostkach. Stężenia te są ze sobą związane zależnościąSzablon:R:

$c=\frac{n}{N_{\mathrm{A}}}$

gdzie: c – stężenie molowe; n – stężenie liczbowe; N_A – stała Avogadra

Z tego powodu nie stosuje się pojęcia „ułamka liczbowego”, gdyż jest on równy ułamkowi molowemuSzablon:R.

Liniowa i powierzchniowa gęstość liczbowa

W niektórych dziedzinach wykorzystuje się pojęcie powierzchniowej gęstości liczbowej oraz liniowej gęstości liczbowej. Powierzchniowa gęstość liczbowa zdefiniowana jest jako liczba obiektów przypadających na jednostkę powierzchni i wyrażana m.in. w m⁻²:

$n_S=\frac{N}{S}$

gdzie: n_S – powierzchniowa gęstość liczbowa; N – liczba obiektów; S – powierzchnia

Wykorzystywana jest w wielu dziedzinach, przykładowo do określenia liczby gwiazd przypadających na pc² w gromadachSzablon:R, liczby kwiatów i liściSzablon:R lub liczby osób na danym obszarze (gęstość zaludnienia).

Stosowana jest również liniowa gęstość liczbowa, która określa liczbę obiektów przypadających na jednostkę długości:

$n_L=\frac{N}{L}$

gdzie n_L – liniowa gęstość liczbowa; N – liczba obiektów; L – długość

Jej jednostką jest m⁻¹ i stosuje się ją w jednowymiarowych modelach opisujących niektóre zjawiskaSzablon:R.

Zobacz też

• gęstość (masowa)