Quelle est la densité en science
La densité est définie comme la masse par unité de volume . C’est une propriété intensive , définie mathématiquement comme une masse divisée par un volume:
ρ = m / V
En mots, la densité (ρ) d’une substance est la masse totale (m) de cette substance divisée par le volume total (V) occupé par cette substance. L’unité SI standard est le kilogramme par mètre cube ( kg / m 3 ). L’unité standard anglaise est la masse en livres par pied cube ( lbm / ft 3 ). La densité (ρ) d’une substance est l’inverse de son volume spécifique (ν).
ρ = m / V = 1 / ρ
Le volume spécifique est une variable intensive , alors que le volume est une variable extensive. L’unité standard pour le volume spécifique dans le système SI est le mètre cube par kilogramme (m 3 / kg). L’unité standard dans le système anglais est la masse en pieds cubes par livre (ft 3 / lbm).
Voir aussi: Influence de la densité sur la réactivité du réacteur
Densité de matière nucléaire
La densité nucléaire est la densité du noyau d’un atome. C’est le rapport de la masse par unité de volume à l’intérieur du noyau. Étant donné que le noyau atomique porte la majeure partie de la masse de l’atome et que le noyau atomique est très petit par rapport à l’atome entier, la densité nucléaire est très élevée.
La densité nucléaire d’un noyau typique peut être approximativement calculée à partir de la taille du noyau et de sa masse. Les rayons nucléaires typiques sont de l’ordre de 10 à 14 m . En supposant une forme sphérique, les rayons nucléaires peuvent être calculés selon la formule suivante:
r = r 0 . A 1/3
où r 0 = 1,2 x 10-15 m = 1,2 fm
Par exemple, l’uranium naturel se compose principalement de l’isotope 238 U (99,28%), donc la masse atomique de l’uranium est proche de la masse atomique de l’ isotope 238 U (238.03u). Son rayon de ce noyau sera:
r = r 0 . A 1/3 = 7,44 fm.
En supposant qu’il soit sphérique, son volume sera:
V = 4πr 3 /3 = 1,73 x 10 -42 m 3 .
La définition habituelle de la densité nucléaire donne pour sa densité:
ρ noyau = m / V = 238 x 1,66 x 10 -27 / (1,73 x 10 -42 ) = 2,3 x 10 17 kg / m 3 .
Ainsi, la densité des matières nucléaires est plus de 2,10 14 fois supérieure à celle de l’eau. C’est une immense densité. Le terme descriptif densité nucléaire est également appliqué aux situations où des densités similaires se produisent, comme dans les étoiles à neutrons. De telles densités immenses se retrouvent également dans les étoiles à neutrons.
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