Calculadora de densidade numérica

A densidade numérica mede quantas entidades discretas ocupam uma unidade de volume. Elas podem ser átomos, moléculas, elétrons, íons, fótons, gotículas, grãos, organismos ou partículas simuladas. No SI, costuma ser expressa em partículas por metro cúbico. Difere da densidade de massa, que mede massa por volume, e da densidade populacional por área. Como conta entidades diretamente, é útil em física, química, ciência dos materiais, pesquisa de plasmas, ciências atmosféricas e mecânica estatística. O cálculo básico é o número de partículas dividido pelo volume. Se seiscentas partículas ocupam 0.2 metro cúbico, a densidade é de três mil partículas por metro cúbico. As duas grandezas devem se referir à mesma região e ao mesmo instante. Quando a densidade varia no espaço, pode-se calcular um valor local para um pequeno volume de controle ou integrar um campo de densidade para obter o número total de partículas. Esta calculadora também converte a densidade numérica em concentração molar. A constante de Avogadro define um mol como exatamente 6.02214076 vezes 10 elevado a 23 entidades especificadas. Dividir partículas por metro cúbico por essa constante dá mols por metro cúbico; dividir novamente por mil dá mols por litro. Assim, 0.001 molar corresponde a um mol distribuído em um metro cúbico. O espaçamento médio informado é uma estimativa característica obtida pelo inverso da raiz cúbica da densidade numérica. Imagine atribuir a cada partícula uma célula cúbica igual: o lado do cubo fornece uma escala típica de separação. Partículas reais geralmente não formam uma rede cúbica, então esse valor não é uma distância exata ao vizinho mais próximo. Correlações, estrutura cristalina, movimento térmico, misturas e fronteiras alteram as separações reais, mas a escala continua útil para estimativas rápidas. Para um gás ideal, também é possível obter a densidade numérica dividindo a pressão absoluta pelo produto da constante de Boltzmann e da temperatura absoluta. Na matéria condensada, ela pode ser derivada da densidade de massa, da massa molar e da constante de Avogadro. Esses métodos ajudam quando não é possível contar partículas diretamente. O método de contagem e volume usado aqui continua sendo a relação definidora e dispensa hipóteses sobre uma equação de estado. Use volumes consistentes e defina claramente o que conta como uma partícula. Contar moléculas ou átomos da mesma amostra produz densidades diferentes, assim como contar apenas uma espécie química de uma mistura. Valores enormes são normais na escala molecular, por isso a notação científica costuma ser mais clara que um inteiro longo. Esta calculadora pressupõe entradas positivas e finitas e uma média uniforme no volume informado. A incerteza da contagem e do volume se propaga diretamente à densidade final.