Qual é a densidade na ciência
Densidade é definida como a massa por unidade de volume . É uma propriedade intensiva , matematicamente definida como massa dividida por volume:
ρ = m / V
Por palavras, a densidade (ρ) de uma substância é a massa total (m) dessa substância dividida pelo volume total (V) ocupado por essa substância. A unidade SI padrão é em quilogramas por metro cúbico ( kg / m 3 ). A unidade de inglês padrão é a libra-massa por pé cúbico ( lbm / ft 3 ). A densidade (ρ) de uma substância é recíproca do seu volume específico (ν).
ρ = m / V = 1 / ρ
Volume específico é uma variável intensiva , enquanto volume é uma variável extensa. A unidade padrão para volume específico no sistema SI é de metros cúbicos por quilograma (m 3 / kg). A unidade padrão no sistema inglês é de pés cúbicos por libra-peso (pés 3 / lbm).
Veja também: Como a densidade influencia a reatividade do reator
Densidade da matéria nuclear
Densidade nuclear é a densidade do núcleo de um átomo. É a razão de massa por unidade de volume dentro do núcleo. Como o núcleo atômico carrega a maior parte da massa do átomo e o núcleo atômico é muito pequeno em comparação com o átomo inteiro, a densidade nuclear é muito alta.
A densidade nuclear de um núcleo típico pode ser calculada aproximadamente a partir do tamanho do núcleo e de sua massa. Os raios nucleares típicos são da ordem de 10 a 14 m . Assumindo a forma esférica, os raios nucleares podem ser calculados de acordo com a seguinte fórmula:
r = r 0 . A 1/3
onde r 0 = 1,2 x 10 -15 m = 1,2 fm
Por exemplo, o urânio natural consiste principalmente no isótopo 238 U (99,28%), portanto, a massa atômica do elemento urânio está próxima da massa atômica do isótopo 238 U (238,03u). O raio deste núcleo será:
r = r 0 . A 1/3 = 7,44 fm.
Supondo que seja esférico, seu volume será:
V = 4πr 3 /3 = 1,73 x 10 -42 m 3 .
A definição usual de densidade nuclear fornece sua densidade:
ρ núcleo = m / V = 238 x 1,66 x 10 -27 / (1,73 x 10 -42 ) = 2,3 x 10 17 de kg / m 3 .
Assim, a densidade do material nuclear é mais de 2,10 14 vezes maior que a da água. É uma densidade imensa. O termo descritivo densidade nuclear também é aplicado a situações em que densidades similares ocorrem, como dentro de estrelas de nêutrons. Tais densidades imensas também são encontradas nas estrelas de nêutrons.
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