Что такое концентрация частиц?
Концентрация частиц — это число частиц (атомов, молекул или ионов) в единице объёма вещества. Это фундаментальная величина в физике, химии и материаловедении: она применяется в кинетической теории газов, при описании диффузии, в физике плазмы и при легировании полупроводников. Калькулятор рассчитывает концентрацию частиц в кубическом сантиметре, исходя из плотности вещества и его молярной массы.
Как пользоваться калькулятором
Введите плотность материала \(\rho\) в граммах на кубический сантиметр (г/см³) и его молярную массу \(M\) в граммах на моль (г/моль). Калькулятор умножает плотность на число Авогадро и делит результат на молярную массу — так получается число частиц в одном см³.
Разбор формулы
Зависимость выражается формулой $$n = \frac{\text{Mass Density } \rho \cdot N_A}{\text{Molar Mass } M}$$ где \(\rho\) — плотность вещества, \(N_A = 6{,}02214076 \times 10^{23}\ /\text{моль}\) — число Авогадро, а \(M\) — молярная масса. Отношение плотности (г/см³) к молярной массе (г/моль) даёт количество молей в см³, а умножение на \(N_A\) переводит моли в отдельные частицы.
Пример расчёта
Плотность воды составляет около 1 г/см³, а молярная масса — 18,015 г/моль. Тогда $$n = \frac{1 \times 6{,}02214076 \times 10^{23}}{18{,}015} \approx 3{,}343 \times 10^{22}\ \text{молекул в см}^3.$$ То есть в каждом кубическом сантиметре содержится примерно 33 секстиллиона молекул воды.
Частые вопросы
В каких единицах получается результат? В частицах на кубический сантиметр (см⁻³). Чтобы перевести в частицы на кубический метр, умножьте результат на \(10^6\).
Подходит ли калькулятор для химических элементов? Да — укажите плотность элемента и его атомную (молярную) массу, и вы получите число атомов в см³.
Что такое число Авогадро? Это количество структурных единиц в одном моле вещества — ровно \(6{,}02214076 \times 10^{23}\) после пересмотра системы СИ в 2019 году.
