Калькулятор концентрации частиц

Числовая концентрация показывает, сколько отдельных объектов содержится в единице объёма. Это могут быть атомы, молекулы, электроны, ионы, фотоны, капли, зёрна, организмы или модельные частицы. В СИ её обычно выражают числом частиц на кубический метр. Она отличается от массовой плотности, измеряющей массу на объём, и от плотности населения на площадь. Прямой подсчёт объектов делает её полезной в физике, химии, материаловедении, исследованиях плазмы, науках об атмосфере и статистической механике. Основной расчёт — число частиц, делённое на объём. Если шестьсот частиц занимают 0.2 кубического метра, концентрация равна трём тысячам частиц на кубический метр. Обе величины должны относиться к одной области и одному моменту времени. При пространственной неоднородности можно найти локальное значение для малого контрольного объёма или проинтегрировать поле концентрации, чтобы получить общее число частиц. Калькулятор также переводит числовую концентрацию в молярную. Постоянная Авогадро определяет один моль как ровно 6.02214076, умноженное на 10 в степени 23, заданных объектов. Деление числа частиц на кубометр на эту постоянную даёт моли на кубометр, а дальнейшее деление на тысячу — моли на литр. Поэтому концентрация 0.001 моль на литр соответствует одному молю, распределённому в одном кубическом метре. Показанное среднее расстояние — характерная оценка, равная обратной величине кубического корня из концентрации. Представьте, что каждой частице выделена одинаковая кубическая ячейка: её сторона задаёт типичный масштаб расстояния. Реальные частицы обычно не образуют кубическую решётку, поэтому это не точное расстояние до ближайшего соседа. Корреляции, кристаллическая структура, тепловое движение, смеси и границы меняют реальные расстояния, но такая оценка полезна для быстрой проверки масштаба. Для идеального газа концентрацию можно также найти, разделив абсолютное давление на произведение постоянной Больцмана и абсолютной температуры. В конденсированном веществе её получают из массовой плотности, молярной массы и постоянной Авогадро. Эти подходы полезны, когда прямой подсчёт невозможен. Используемое здесь отношение числа к объёму остаётся определением и не требует предположений об уравнении состояния. Используйте согласованные объёмы и чётко определяйте, что считается одной частицей. Число молекул и число атомов одного образца дают разные концентрации; то же верно при учёте лишь одного химического вида в смеси. Огромные значения нормальны на молекулярном уровне, поэтому научная запись обычно понятнее длинного целого числа. Калькулятор предполагает положительные конечные входные значения и равномерное среднее по указанному объёму; неопределённости числа и объёма напрямую передаются итоговой концентрации.