42 bygningsfysikk
2.3 Egenskaper og enheter Stoffmengde, molekylmasse Molekylene i forskjellige stoffer har forskjellig masse. Grunnenheten for stoffmengde i SImålesystemet er et mol. Et mol er stoffmengden som inneholder like mange molekyler som det er karbonatomer i 12 gram karbon 12C. Stoffmengde defineres altså som et antall molekyler. Antallet molekyler i et mol (Avogadro-konstanten) er eksperimentelt fastlagt til ca. 6,022·1023 per mol. Relativ molekylmasse (molekylvekt) er måltallet for massen av et mol av stoffet når massen angis i gram (eller kg/kmol). Relativ molekylmasse for vann er 18,015 kg/kmol og for tørr luft 28,9645 kg/kmol.
Densitet Densiteten ρ (kg/m3) for et stoff defineres som masse per volumenhet: ρ=
m V
(2.3.1)
Her er m lik massen (kg) av et volum V (m3) av stoffet. Nominelle verdier (ca.-verdier ved «normale» forhold) for densitet av vann er 1000 kg/m3 (gjelder ved 4 °C) og av luft 1,21 kg/m3 (gjelder for tørr luft ved ca. 18 °C) Ettersom de fleste stoffer utvider seg når temperaturen øker, vil normalt densiteten avta med økende temperatur. For gasser er densiteten avhengig av trykket. Når vi snakker om densiteten for granulære (dvs. som består av partikler, for eksempel jordmaterialer) og porøse materialer, mener vi vanligvis romdensiteten. Romdensiteten er massen dividert på det totale volum, altså inklusive hulrom. Den relative andelen hulrom i slike materialer kaller vi porøsiteten, n, til materialet. Porøsiteten for et materiale med romdensitet ρ (gresk bokstav rho) hvor densiteten av det faste stoffet er ρs finner vi av følgende relasjon:
n =1−
ρ ρs
(2.3.2)
Tidvis brukes begrepet spesifikt volum ν (m3/kg) (gresk bokstav ny) som er volumet av en masseenhet av stoffet. Spesifikt volum er altså den inverse verdien av densiteten.
Trykk Trykk er virkningen av en kraft normalt på en flate i en væske eller gass. Man måler trykk som kraft per flateenhet, dvs. i N/m2. I SI-systemet er enheten for trykk 1 Pa = 1 N/m2. Meteorologene anvender ofte trykkenheten 1 bar = 105 Pa (ev. 1 mbar = 102 Pa). Tidvis ser man også trykk angitt i forhold til en normalatmosfære 1 atm = 101 325 Pa. I et gitt punkt i en gass eller væske i likevekt (som ikke er i bevegelse) er trykket like stort i alle retninger, dvs. trykket er ikke retningsavhengig.
Temperatur Temperatur er en egenskap som uttrykker molekylenes energitilstand. Energitilstanden er ikke direkte målbar, så temperaturskalaen etableres ved å fastlegge referansepunkter som