partikeldensitet

Partikeldensitet, betecknad n, är ett mått på hur många partiklar som finns i en given volym. Den anger antalet partiklar per kubikmeter (m^-3) och används inom fysik, kemi och teknik för att beskriva t.ex. gasers, vätskiors eller soliders sammansättning och beteende. I vardagligt språk talar man ofta om antal partiklar per volym, och enheten kan också vara partiklar per kubikcentimeter (cm^-3).

Partikeldensitet står ofta i relation till massdensiteten. För en homogen blandning är ρ = n m̄, där ρ är massdensiteten och m̄ är den genomsnittliga massan per partikel. Om alla partiklar är likadana är m̄ massan hos en enskild partikel. Vid blandningar används ofta viktade medelvärden.

Vanliga värden och jämförelser mellan faser. I gas vid rumstemperatur är n ungefär 2–3 × 10^25 m^-3. I flytande vatten är n ≈ 3.3 × 10^28 m^-3, och i fasta ämnen ligger talen oftast runt 10^28–10^29 m^-3. I enheter per kubikcentimeter motsvarar detta cirka 10^19–10^23 cm^-3. Denna variation speglar hur tät en mängd partiklar är i olika tillstånd och material.

Beräkningar och mätningar. För idealgasen ges n av n = P/(k_B T), där P är tryck, T temperatur och k_B Boltzmanns konstant. I experiment används ofta metoder som spektroskopi, spridning eller räkning av partiklar för att bestämma n i ett system. Partikeldensitet är en grundläggande parameter för reakcionshastigheter, diffusionsprocesser och betydelsefulla tillstånd i plasma och kosmologi.