Zichlik nima

Zichlik
Zichlik
O‘lchamlik	L−3 M
O‘lchov birliklari
SI	kg/m³
SGS	g/sm³
Eslatmalar
	skalyar kattalik

Zichlik — skalyar fizik kattalik, jism massasining u egallagan hajmga nisbati yoki massaning hajm bo‘yicha hosilasi orqali aniqlanadi:

\rho ={\frac {M}{V}},\qquad \rho ={\frac {dm}{dV}}

.

Bu ifodalar o‘zaro teng kuchli emas. Qaysi biri qo‘llanishi qanday zichlik ko‘rib chiqilayotganiga bog‘liq. Quyidagilar farqlanadi:

jismning o‘rtacha zichligi — jism massasining uning hajmiga nisbati $M/V$ . Bir jinsli jismda u oddiygina jism zichligi (yoki jismni tashkil etuvchi moddaning zichligi) deb ataladi;
jismning muayyan nuqtadagi zichligi — limit orqali aniqlanadi: shu nuqtani o‘z ichiga olgan jism kichik qismining massasi ( $\Delta m$ ) bilan ushbu kichik qism hajmi ( $\Delta V$ ) nisbatining hajm nolga intilgandagi chegaraviy qiymati olinadi, ya’ni $\lim _{\Delta V\to 0}{\Delta m/\Delta V}$ . Atomlar darajasida har qanday jism bir jinsli bo‘lmagani sababli, limitga o‘tishda qo‘llanayotgan fizik modelga mos hajm qiymatida to‘xtash kerak.

Agar nuqtaviy massa ko‘rib chiqilsa, uning zichligi cheksizdir. Matematik jihatdan uni o‘lchovyoki Radon — Nikodim hosilasi sifatida muayyan tayanch o‘lchovga nisbatan aniqlash mumkin.

Zichlikni belgilash uchun odatda yunoncha $\rho$ (ro) harfi ishlatiladi (ushbu belgi kelib chiqishiga aniqlik kiritish kerak). Ba’zan lotincha D va d harflari ham ishlatiladi (lotin tilidagi densitas — «zichlik» so‘zidan). Zichlik ta’rifidan kelib chiqib, uning o‘lchov birligi SI tizimida kg/m³, SGS tizimida esa g/sm³.

Fizikada «zichlik» tushunchasi kengroq ma’noda qo‘llanishi mumkin. Masalan, sirt zichligi (massaning yuzaganisbati) va chiziqli zichlik (massaning uzunlikka nisbati) mavjud bo‘lib, ular mos ravishda tekis (ikki o‘lchamli) va cho‘zilgan (bir o‘lchamli) jismlarga nisbatan qo‘llanadi. Bundan tashqari, nafaqat massa zichligi, balki energiya yoki elektr zaryadi kabi boshqa kattaliklarning zichligi haqida ham gapiriladi. Bunday hollarda «zichlik» atamasiga aniqlashtiruvchi so‘zlar qo‘shiladi, masalan, «zaryadning chiziqli zichligi». Qo‘shimcha izohsiz «zichlik» deyilganda, yuqorida ta’riflangan uch o‘lchamli massa zichligi (kg/m³) tushuniladi.

Zichlikni hisoblash formulasi

Zichlik (bir jinsli jismning zichligi yoki bir jinsli bo‘lmagan jismning o‘rtacha zichligi) quyidagi formula bilan topiladi:

\rho ={\frac {M}{V}},

bu yerda M — jism massasi, V — uning hajmi; bu formula yuqorida keltirilgan «zichlik» atamasi ta’rifining matematik ifodasidir.

Agar gazlar uchun standart sharoitdagi zichlik hisoblansa, bu formulani quyidagicha ham yozish mumkin:

\rho ={\frac {M_{mol}}{V_{mol}}},

bu yerda $M_{mol}$ — gazning molyar massasi , $V_{mol}$ — molyar hajm (standart sharoitda taxminan 22,4 l/molga teng).

Jismning muayyan nuqtadagi zichligi quyidagicha yoziladi:

\rho ={\frac {dm}{dV}},

u holda bir jinsli bo‘lmagan jismning (zichligi koordinatalarga bog‘liq bo‘lgan jismning) massasi quyidagicha hisoblanadi:

M=\int \rho (\mathbf {r} )d^{3}\mathbf {r} =\int \rho (\mathbf {r} )dV=\int dm.

Sochiluvchan va g‘ovak jismlar holati

Sochiluvchan va g‘ovak jismlarda quyidagilar farqlanadi:

bo‘shliqlar hisobga olinmasdan aniqlanadigan haqiqiy zichlik;
to‘kma zichlik— modda massasining u egallagan umumiy hajmga nisbati sifatida hisoblanadi.

Haqiqiy zichlik to‘kma (ko‘rinma) zichlikdan g‘ovaklik koeffitsiyenti, ya’ni bo‘shliqlar hajmining umumiy hajmdagi ulushi yordamida aniqlanadi.

Zichlikning haroratga bog‘liqligi

Odatda harorat pasayganda zichlik ortadi. Biroq muayyan harorat oralig‘ida zichligi boshqacha o‘zgaradigan moddalar ham bor, masalan, suv, bronza va cho‘yan. Masalan, suvning zichligi 4 °C da eng yuqori bo‘ladi; harorat bu qiymatdan oshganda ham, pasayganda ham zichlik kamayadi.

Moddaning agregat holati o‘zgarganda zichligi keskin o‘zgaradi: gaz holatidan suyuq holatga o‘tganda va suyuqlik qotganda zichlik ortadi. Suv, kremniy, vismut va ayrim boshqa moddalar bu qoidadan mustasno, chunki ular qotganda zichligi kamayadi.

Tabiatdagi zichliklar diapazoni

Turli tabiiy jismlarning zichligi juda keng oraliqda o‘zgaradi.

Eng past zichlikka ega muhit — galaktikalararo muhit (2·10⁻³¹—5·10⁻³¹ kg/m³, qorong‘i materiya hisobga olinmagan holda).
Zichlik yulduzlararo muhitda taxminan 10⁻²³—10⁻²¹ kg/m³ ga teng.
O‘rtacha zichlik qizil gigantlarda ularning fotosferalari chegarasida Quyoshnikidan ancha kichik, chunki massalari deyarli bir xil bo‘lsa ham, radiuslari yuzlab marta kattadir.
Gazsimon vodorodning (eng yengil gazning) standart sharoitdagi zichligi 0,0899 kg/m³ ga teng.
Quruq havoning standart sharoitdagi zichligi 1,293 kg/m³ ni tashkil etadi.
Eng og‘ir gazlardan biri — volfram geksaftoridi, havodan taxminan 10 marta og‘ir (12,9 kg/m³, +20 °C da)
Suyuq vodorod odatdagi atmosfera bosimida va −253 °C haroratda 70 kg/m³ zichlikka ega.
Zichlik suyuq geliyda atmosfera bosimida 130 kg/m³ ga teng.
Inson tanasining o‘rtacha zichligi to‘liq nafas olganda 940—990 kg/m³ dan, to‘liq nafas chiqarganda esa 1010—1070 kg/m³ gacha o‘zgaradi.
Chuchuk suvning 4 °C dagi zichligi 1000 kg/m³ ga teng.
O‘rtacha zichlik Quyoshda fotosferasi chegarasida taxminan 1410 kg/m³ bo‘lib, suv zichligidan qariyb 1,4 marta katta.
Granit 2600 kg/m³ zichlikka ega.
O‘rtacha zichlik Yerda 5520 kg/m³ ga teng.
Zichlik temirda 7874 kg/m³ ga teng.
Zichlik metall uranda 19100 kg/m³ ga teng.
Zichlik oltinda 19320 kg/m³ ga teng.
Zichlik neptuniyda — eng zich aktinoidning — 20200 kg/m³ ga teng.
Eng zich moddalar standart sharoitda — platina guruhining oltinchi davr metallari (osmiy, iridiy, platina), shuningdek, reniyhisoblanadi. Ularning zichligi 21000—22700 kg/m³ ni tashkil etadi.
Zichlik atom yadrolarida taxminan 2·10¹⁷ kg/m³ ga teng.
Zamonaviy^[qachon?] fizik tasavvurlarga ko‘ra, zichlikning nazariy yuqori chegarasi — Plank zichligi 5,1⋅10⁹⁶ kg/m³ ni tashkil etadi.

Astronomik obyektlarning zichligi

Quyosh tizimidagi osmon jismlarining o‘rtacha zichliklari yon jadvalda keltirilgan.
Sayyoralararo muhit Quyosh tizimida ancha notekis taqsimlangan bo‘lib, uning zichligi vaqt o‘tishi bilan o‘zgarishi mumkin. Yer atrofidagi zichligi ~10⁻²¹÷10⁻²⁰ kg/m³ ga teng.
Yulduzlararo muhitning zichligi ~10⁻²³÷10⁻²¹ kg/m³ ga teng.
Galaktikalararo muhitning zichligi 2×10⁻³⁴÷5×10⁻³⁴ kg/m³ ga teng.
O‘rtacha zichlik qizil gigantlarda Quyoshnikidan ko‘p darajalar past bo‘ladi, chunki ularning radiusi yuzlab marta kattadir.
Zichlik oq mitti yulduzlarda 10⁸÷10¹² kg/m³ ni tashkil etadi.
Zichlik neytron yulduzlarda 10¹⁷÷10¹⁸ kg/m³ tartibida bo‘ladi.
O‘rtacha ( hodisalar gorizontiostidagi hajm bo‘yicha hisoblangan) zichlik qora tuynukda uning massasiga bog‘liq bo‘lib, quyidagi formula bilan ifodalanadi:

\rho ={\frac {3\,c^{6}}{32\pi M^{2}G^{3}}}.

O‘rtacha zichlik qora tuynuk massasi kvadratiga teskari mutanosib ravishda kamayadi (ρ~M⁻²). Masalan, Quyosh massasi tartibidagi qora tuynukning zichligi taxminan 10¹⁹ kg/m³ bo‘lib, yadro zichligidan (2×10¹⁷ kg/m³) katta bo‘lsa, massasi 10⁹ Quyosh massasiga teng bo‘lgan o‘ta massiv qora tuynuk ( kvazarlardabunday qora tuynuklar mavjudligi taxmin qilinadi) o‘rtacha 20 kg/m³ zichlikka ega bo‘ladi. Bu suv zichligidan (1000 kg/m³) ancha past.

Ayrim gazlarning zichligi

Gazlarning zichligi, kg/m³, normal sharoitda.
Azot	1,250	Kislorod	1,429
Ammiak	0,771	Kripton	3,743
Argon	1,784	Ksenon	5,851
Vodorod	0,090	Metan	0,717
Suv bug‘i (100 °C)	0,598	Neon	0,900
Havo	1,293	Radon	9,81
Volfram geksaftoridi	12,9	Karbonat angidrid	1,977
Geliy	0,178	Xlor	3,164
Disian	2,38	Etilen	1,260

Ixtiyoriy sharoitdagi ideal gazningzichligini hisoblashda quyidagi formuladan foydalanish mumkin. U ideal gazning holat tenglamasidan kelib chiqadi:

\rho ={\frac {pM_{mol}}{RT}}

,

bu yerda:

$p$ — bosim,
$M_{mol}$ — molyar massa,
$R$ — universal gaz doimiysi, taxminan 8,314 J/(mol·K) ga teng
$T$ — termodinamik harorat.

Ayrim suyuqliklarning zichligi

Suyuqliklarning zichligi, kg/m³
Benzin	710	Sut	1040
Suv (4 °C)	1000	Simob (0 °C)	13600
Kerosin	820	Dietil efir	714
Glitserin	1260	Etanol	789
Dengiz suvi	1030	Skipidar	860
Zaytun moyi	920	Atseton	792
Motor moyi	910	Sulfat kislota	1835
Neft	550—1050	Suyuq vodorod (−253 °C)	70

Ayrim yog‘och turlarining zichligi

Yog‘ochning zichligi, g/sm³
Balsa	0,15	Sibir oqqarag‘ayi	0,39
Doim yashil sekvoyya	0,41	Qoraqarag‘ay	0,45
Tol	0,46	Olxa	0,49
Tog‘terak	0,51	Qarag‘ay	0,52
Jo‘ka	0,53	Ot kashtani	0,56
Yeyiladigan kashtan	0,59	Sarv	0,60
Qush olchasi	0,61	Funduq	0,63
Yong‘oq	0,64	Qayin	0,65
Olcha	0,66	Qayrag‘och (silliq turi)	0,66
Tilog‘och	0,66	Dala zarangi	0,67
Tik daraxti	0,67	Buk	0,68
Nok	0,69	Eman	0,69
Sviteniya (Maxagoni)	0,70	Chinor	0,70
Joster (Itjumrut)	0,71	Tis	0,75
Shumtol	0,75	Olxo‘ri	0,80
Nastarin	0,80	Do‘lana	0,80
Pekan (kariya)	0,83	Sandal daraxti	0,90
Shamshod	0,96	Eben daraxti	1,08
Kebraxo	1,21	Bakaut	1,28
Po‘kak	0,20

Ayrim metallarning zichligi

Turli metallarning zichligi juda keng oraliqda o‘zgarishi mumkin: eng past qiymat suvdan yengil bo‘lgan litiyga, eng yuqori qiymat esa oltin va platinadan ham og‘ir bo‘lgan osmiyga xos.

Metallarning zichligi, kg/m³
Osmiy	22610	Rodiy	12410	Xrom	7190
Iridiy	22560	Palladiy	12020	Germaniy	5320
Plutoniy	19840	Qo‘rg‘oshin	11350	Alyuminiy	2700
Platina	19590	Kumush	10500	Berilliy	1850
Oltin	19300	Nikel	8910	Rubidiy	1530
Uran	19050	Kobalt	8860	Natriy	970
Tantal	16650	Mis	8940	Seziy	1840
Simob	13530	Temir	7870	Kaliy	860
Ruteniy	12450	Marganes	7440	Litiy	530

Zichlikni o‘lchash

Zichlikni o‘lchash uchun quyidagilardan foydalaniladi:

Piknometr — haqiqiy zichlikni o‘lchash asbobi.
Turli xil areometrlar — suyuqliklar zichligini o‘lchaydigan asboblar.
Kachinskiy burg‘usi va Zaydelman burg‘usi — tuproq zichligini o‘lchash asboblari.
Vibratsion zichlik o‘lchagich — bosim ostidagi suyuqlik va gazlarning zichligini o‘lchash asbobi.
Gidrostatik tortish usuli.

Osteodensitometriya — inson suyak to‘qimasi zichligini o‘lchash muolajasi.

Adabiyotlar

Zichlik — Katta sovet ensiklopediyasidagi maqola. — M.: «Sovetskaya ensiklopediya», 1975. — 20-jild. — 49-bet.
Zichlik — Fizika ensiklopediyasidagi maqola. 3-jild, 637-bet.
Krebs R. E. Yer kimyoviy elementlarining tarixi va ulardan foydalanish: ma’lumotnoma. 2-nashr. — Vestport: Grinvud nashriyot guruhi (Greenwood Publishing Group), 2006. — xxv + 422 bet. — ISBN 0-313-33438-2.

Havolalar

Moddalar zichligining onlayn interaktiv jadvali Arxiv nusxasi 29-aprel 2011-yilda Wayback Machine arxiviga joylangan (rus tilida)
Keng tarqalgan suyuqliklar zichligi qiymatlarining batafsil jadvali Arxiv nusxasi 5-oktabr 2016-yilda Wayback Machine arxiviga joylangan (rus tilida)
«Modda zichligi» mavzusidagi dars Arxiv nusxasi 30-yanvar 2022-yilda Wayback Machine arxiviga joylangan