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輸入計算

數學公式

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結果

數密度
334.2848E20
粒子數/立方公分
質量密度 ρ 1 g/cm³
莫耳質量 M 18.015 g/mol
亞佛加厥常數 6.02214076 × 10²³ /mol

什麼是數密度?

數密度指的是單位體積內所含粒子(原子、分子或離子)的數量,是物理、化學與材料科學中的基本物理量,廣泛應用於氣體動力論、擴散現象、電漿物理以及半導體摻雜等領域。本計算機會根據物質的質量密度與莫耳質量,換算出每立方公分內的粒子數。

一個固定的立方體積中散佈著相同的粒子,展示單位體積內的粒子數
數密度衡量單位體積內有多少個粒子。

如何使用本計算機

請輸入材料的質量密度 \(\rho\)(單位:公克/立方公分,g/cm³)以及其莫耳質量 \(M\)(單位:公克/莫耳,g/mol)。本工具會將密度乘以亞佛加厥常數,再除以莫耳質量,即可求得每立方公分的粒子數。

公式解析

三者的關係為 $$n = \frac{\text{Mass Density } \rho \cdot N_A}{\text{Molar Mass } M}$$ 其中 \(\rho\) 為質量密度,\(N_A = 6.02214076 \times 10^{23} \ /\text{mol}\) 為亞佛加厥常數,\(M\) 為莫耳質量。質量密度(g/cm³)除以莫耳質量(g/mol)即得每立方公分的莫耳數;再乘以 \(N_A\),便能將莫耳數換算為實際的粒子數。

示意圖:密度乘以亞佛加厥常數再除以莫耳質量等於數密度
該公式結合了質量密度、亞佛加厥常數和莫耳質量。

範例計算

水的密度約為 1 g/cm³,莫耳質量為 18.015 g/mol,代入公式可得 $$n = \frac{1 \times 6.02214076 \times 10^{23}}{18.015} \approx 3.343 \times 10^{22} \ \text{個分子/立方公分}$$ 換句話說,每立方公分的水大約含有 33 兆兆(\(3.3 \times 10^{22}\))個水分子。

常見問題

計算結果使用什麼單位?每立方公分的粒子數(cm⁻³)。若要換算為每立方公尺的粒子數,將結果乘以 \(10^6\) 即可。

可以用於元素嗎?可以——只要輸入該元素的質量密度與其原子(莫耳)質量,得到的結果即為每立方公分的原子數。

什麼是亞佛加厥常數?它代表一莫耳物質所含的粒子數目。自 2019 年國際單位制(SI)重新定義後,其數值固定為 \(6.02214076 \times 10^{23}\)。

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