АВТО БЛОГ YAMAHA-VOLGA.RU

Плотность 80 аи: Характеристики бензина

31 июля, 2021 by admin

Характеристики бензина

Автомобильный бензин обычного качества. Содержит антидетонационные присадки. Бензин производят этилированный с содержанием свинца не более 0,15 г/л и неэтилированный с содержанием свинца не более 0,013 г/л. Содержание серы — не более 0,05%. Плотность — не более 0,755 г/смА-803. Октановое число по моторному методу — 76, а по исследовательскому методу — 80. Фактически — это бензин марки с немного улучшенными характеристиками. 

Бензин А-80 относят к неэтилированным автомобильным бензинам. Данный продукт получают в процессе возгонки нефти при производстве различных нефтепродуктов. Стандартный состав топлива аи 80 – это молекула от С5 до С10.

Вы можете купить бензин А-80 надлежащего качества на АЗС «ESCO» по доступным ценам.

Свойства бензина А-80:   

— имеет незначительную массовую долю серы;
— содержит малое количество свинца;
— не имеет в составе металлсодержащих присадок.

Одним из достоинств бензина А-80 является низкая цена, по которой Вы можете купить продукт на наших АЗС.

Технические характеристики

чему равна и как определить самостоятельно

Бензин – продукт, полученный путем перегонки нефти, взрывоопасная смесь углеводородов, которую используют в качестве топлива для автомобилей. Примерно 25% от всей нефти, добываемой в мире, перерабатывают в бензин. Ключевым параметром топлива выступает октановое число – стойкость к детонации. Это не показатель качества продукта, а требования, которым он должен соответствовать с целью последующей совместимости с определенным типом ДВС. Еще одна важная характеристика – плотность бензина, отображающая его эксплуатационные свойства.

Чем измеряется плотность бензина

Входящие в состав присадки определяют температуру кипения и замерзания. Из курса физики мы помним, что плотность есть не что иное, как отношение массы к объему, и исчисляется величина в килограммах на кубический метр. Обычно из-за разбега заявленных и итоговых показателей и возникают основные разногласия между производителем и оптовым потребителем. Важно понимать, что плотность топлива не отображает качество. Все измерения должны проходить в одинаковых условиях, то есть, при одной и той же температуре окружающей среды.

Средние значения:

Во время покупки топлива каждый водитель вправе поинтересоваться, согласно какому стандарту происходил замер этого параметра. Ныне действующий ГОСТ определяет температуру в 15 градусов по Цельсию, когда прежний стандарт допускал 20 градусов. Произвести её замер можно даже в гаражных условиях. Достаточно заполнить емкость бензином, взвесить и полученный результат разделить на литры – конечная цифра и есть плотность.

Процедура выглядит примерно так:

• берем любую градуированную емкость, которую можно взвесить;
• взвешиваем её и записываем результат;
• заполняем емкость 100 мл топлива;
• вновь взвешиваем, после из второго результата вычитаем первый;
• полученную цифру делим на объем находящегося в емкости топлива.

Простой и быстрый метод – использовать специальное приспособление. Одним из таковых приборов считается ареометр – устройство, которое с целью замера реализует принцип Архимеда. К тому же ареометр позволяет определить концентрацию и количество примесей. Он состоит из стеклянного цилиндра: с одной стороны трубка с округлым дном, с другой небольшого диаметра трубка с маркировкой. По показаниям шкалы и количеству вытеснившему количеству жидкости легко определить искомый параметр.

Государственные стандарты, применяемые к бензину

Сфера нефтепромышленности также регулируется государственными стандартами экологичности. В России с начала 2015 года действует ГОСТ 32513-2013, который устанавливает стандарт качества современных бензинов с октавным числом не менее 80 (АИ-80).

Плотность бензина АИ-92

Октановое число бензина АИ-92 не может быть ниже 91. Топливо используется преимущественно в силовых агрегатах легкового автомобильного транспорта. На вид должно быть прозрачным и чистым. Ему свойственна стойкость к детонации, поэтому автолюбители и сегодня приобретают «92-й» бензин для ДВС отечественных и многих импортных марок авто. Искомый параметр при замере в +15 градусов равняется 725-780 км/м3.

Плотность бензина АИ-95

Этот бензин для привезенных из-за рубежа автомобилей. Отличается высокими эксплуатационными свойствами: в ходе его производства изготовители задействуют технологические компоненты.

Плотность бензина АИ-100

Одно из последних нововведений – автомобильное топливо с октановым числом 100. Встречается на многих автозаправочных станциях, в частности на АЗС Лукойл. Это продукт с дополнительными Экто присадками. Ему характерны высокие эксплуатационные свойства и не менее высокая цена. Нормативный показатель плотности установлен в пределах от 725 до 750 кг/м3 при стандартных +15 градусах.

Для чего измерять плотность бензина

За счет определения числа массы топлива в единице объема легко определить марку топлива и объемный вес. Последнее значение расчетное, зависит от комбинации показателей веса и объема. Кроме того, сложно предположить, что одна из заправочных станций примет топливо без замера при сдаче-приемке бензина.

Как рассчитать плотность нефтепродуктов

Когда нет специального приспособления, тогда следует производить расчеты исходя из информации в паспорте продукта и показателей в таблице средних температурных поправок. Чтобы получить необходимые данные, достаточно выполнить следующие элементарные вычисления:

1. В документации находим его показатель плотности при +20 по Цельсию.
2. Производим замеры температуры продукта.
3. Высчитываем разницу между полученным результатом и +20 по Цельсию.
4. Округляем полученное значение до целого числа.
5. В таблице находим поправку на отклонения в соответствии с паспортным значением при +20 по Цельсию.
6. Высчитываем произведение поправки на разницу температур.
7. Итог слаживаем с паспортным значением плотности при +20 или отнимаем, если температура выше.

Ничего сложного нет. Все математические операции – школьная программа, прибегать к лабораторным исследованиям не нужно.

Плотности (удельные веса) бензина, дизельного топлива и других нефтепродуктов

Значения плотностей (удельных весов) бензина, дизельного топлива и других нефтепродуктов в современном мире используются повсеместно и прежде всего в транспорте.

Наиболее употребляемыми из нефтепродуктов являются бензин и дизельное топливо (солярка- еще одно название), а также мазут.

В частности бензи́н — горючая смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от 30 до 200 °C, плотность около 0,75 г/см³, теплотворная способность примерно 10500 ккал/кг (46 МДж/кг, 34,5 МДж/литр), температура замерзания ниже -60 °C. Средние значения плотности (удельного веса) бензина, дизтоплива и других нефтепродуктов, включая бензин АИ-92 (А92) приведены в таблице.

В соответствии с требованиями ГОСТ 32513-2013 все распространенные бензины в России (АИ-80, АИ-92, АИ-95, АИ-98) должны иметь плотность в диапазоне 720-780 кг/м. куб. при температуре 15 гр. Цельсия.

Тем не менее, характеристики зарубежного автомобильного топлива могут и отличаться от отечественного топлива.

Там же динамика средних цен на нефтепродукты в России в отдельные годы.

Примечание. За последнее время, многое поменялось- в РФ появились не этилированные бензины, как «Нормаль-80», «Регуляр-92» взамен АИ-93, для ввозимых иномарок- «Премиум-95» и «Супер-98». Они обеспечивают требования по экологии выбросов вредных веществ класса Евро-2. Дальнейшим шагом стало разработка бензинов для еще более жестких требований Евро-3 (хотя в ЕС действуют с 2005 года и более жесткие требования Евро-4, Евро-5) к выбросам: «Регуляр Евро-92», «Премиум Евро-95» и «Супер Евро- 98», Экстра-98 и др. (названия чаще всего не содержат слово»Евро»).

Продолжая тему иномарок, полезно знать, что в США, например существуют три класса дизельного топлива: 1D, 2D и 4D. Разница между этими классами зависит от диапазона вязкости и температуры кипения. 4D дизтоплива, как правило, используются в низкоскоростных двигателях. 2D- топлива используются в более теплую погоду и иногда смешиваются с 1D- топливом для создания квалифицированного зимнего топлива. 1D дизтопливо предпочтительнее для холодной погоды, поскольку оно имеет более низкую вязкость. Так разброс плотностей для зарубежного дизельного топлива классов 1D, 2D и 4D, учитывающих их вязкость, при температурах 20-60 градусов Цельсия лежит в диапазоне 820-960 кг/куб. м. Обычно учитывают в усредненных расчетах такие величины плотности дизтоплива, как 0,832 кг/л или 6,93 фунта на галлон.

Основным отличием летнего и зимнего дизельного топлива, солярки является предельная температура фильтрования, температура помутнения и температура охлаждения, которые приводятся в стандартах для этого топлива. Производство зимнего топлива дороже, но использовать летнее топливо без предварительного нагрева в холодный период года нельзя без его подогрева. Еще одна проблема в высоком содержании воды в дизельном топливе. Вода отслаивается в хранилище дизтоплива и собирается в нижней части, так как плотность дизельного топлива составляет менее 1 кг / л. Пробка в сети полностью блокирует работу двигателя. Для дизтоплива в стандартах и характеристиках устанавливается кинематический коэффициент вязкости.

Температура вспышки по цетановому числу для дизельного топлива, должна составлять не более 70 ° C. Температура дистилляции для дизельного топлива, должна составлять не менее 200 и более 350 ° C.

В системе СИ американский бензин имеет плотность 0,749 г на кубический сантиметр. Но у американцев в ходу еще такой термин, как унция. В ходу в США размерность плотности бензина, как 0,433 унции на один дюйм, где 1 унция равна весу 28,3495 грамм (существует между странами и унция авердюпуа, равная 28,3495231 г). У американцев еще есть такие меры объема, как пинта (345,46 г. ), кварт (708,72 г.) и, конечно, галлон США (2834,89 г.). Плотности топлива (бензина и дизельного) не являются величиной фиксированной, их вязкость зависит от температуры. Существуют поправочные коэффициенты удельного веса топлива для каждого градуса, отличающегося от нормируемого значения.

(Откуда название «солярка»? Буквально, это русский вариант слов «солнечное масло» от немецкого «Solaröl» (солнцезащитное масло) — более тяжелая фракция, произведенная в процессе переработки нефти, была названа так в 1857 году, и названа так из-за ее желтого цвета).

Для высокоскоростных двигателей используется дистиллятное маловязкое топливо и высоковязкое остаточное топливо, используемое для малоскоростных (тракторных, морских, стационарных) двигателей. Зарубежное дистиллятное масло для высокоскоростных двигателей выполнено из фракций гидроочищенного керосина и газойля прямой дистилляции и до 1/5 каталитического крекинга и коксового газа. Вязкое топливо для двигателей с медленным движением представляет собой смесь фракций мазута и керосина и газойля. Теплота сгорания дизельного топлива (солярки) составляет в среднем 42624 кДж / кг (10180 ккал / кг).

Приведем примеры характеристик отечественного дизельного топлива (солярки) для стран ЕАЭС. Летнее: Плотность: не более 860 кг / м³. Точка воспламенения: 55 ° C. Температура охлаждения: -5 ° C. Следует знать, что повышение температуры окончания кипения приводит к интенсивному коксованию сопел горелки и дымности.

Зимнее: Плотность: до 840 кг / м³. Точка воспламенения: 55 ° C. t охл: -35 ° C. Оно производится путем смешивания фракций прямого и гидроочищенного и вторичного углеводородов с конечной точкой кипения 180-340 ° C. Кроме того, зимнее топливо производится из летнего дизельного топлива, добавляя депрессант для определения точки застывания, что снижает температуру охлаждения топлива, обеспечивая при этом низкое изменение максимальной температуры фильтрации. Для устаревшей техники, к летнему дизельному топливу добавляют 20% керосина.

И, наконец, арктическое дизтопливо: Плотность: не более 830 кг / м³. Температура вспышки: 25 ° C. Температура охлаждения: -50 ° C.

Интересен и практичен вопрос, а как самому измерить плотность топлива, допустим, которое у вас сейчас в топливном или бензобаке?

Вспомнив, что плотность любого вещества это есть частное от деления массы на объем, мы сможем с успехом оценить плотность любого жидкого и твердого продукта. Находим пустую чистую мерную емкость с нанесенными делениями, взвешиваем её, вливаем небольшое количество топлива (50-100 г) по рискам и снова их взвешиваем. Из полученного результата вычитаем вес пустой емкости. Искомая плотность будет результат деления веса топлива на налитый объем при данной температуре.

Аккуратно вылейте топливо и промойте мерную емкость. Соблюдайте осторожность технику безопасности. Выполнить такие измерения сейчас очень просто. в продаже полно точных весов по очень низкой цене с шагом измерений по 1 г. Для пущей точности, проверьте и откалибруйте правильность показаний в местной поверочной лаборатории.

Скорее всего, вам будут также интересны записи ниже:
Температуры возгорания, самовозгорания и тления некоторых материалов,
а также пригодится подписка на новые материалы сайта (через оранжевую кнопку в боковой колонке страницы).

О компании — ТопливоПромПрисадки

Основное направление фирмы – комплексное оснащение предприятий всеми необходимыми товарами для экономии затрат на топливе и создании качественного продукта – позволяющего уменьшить Ваши затраты до 20%.

Мы стремимся повысить Вашу прибыль.

Накопленный опыт, высокий уровень профессионализма сотрудников и широкий ассортимент поставляемой продукции, позволяют нам предложить технически грамотные решения  и выполнить задачи любой сложности.

Благодаря своему основному принципу, работать напрямую с производителями, мы можем предложить наиболее выгодные цены на предлагаемые товары.

Поставляя современные присадки ведущих мировых производителей нефтехимии, мы учитываем опыт стран ЕС (где действуют стандарты ЕВРО), а также США (где принят Закон о чистом воздухе – Clean Air Act).

Предлагаемая нами продукция, изготовленная как отечественными, так и ведущими зарубежными производителями  прошла аттестацию в органах Госстандарта.

Нашими  партнерами являются предприятия, работающие в различных сферах деятельности:

— НПЗ

— Мини НПЗ

— Нефтебазы

— Нефтехранилища

— Сети АЗС

— Организации,  имеющие свой  большой  автопарк

— Аэропорты

— Морские порты

— Судовладельцы

— Фирмы, использующие в виде топлива жидкий газ (LPG)

— Предприятия,  применяющие в качестве получения тепла мазут и легкие печные топлива.

— Сельскохозяйственные, фермерские организации.

—  Компании, чья деятельность связана с производством, применением и торговлей нефтепродуктами

Если Вас заинтересовали наши предложения, мы всегда открыты для сотрудничества. Для приобретения нужного Вам товара Вы можете сделать заявку по телефону, факсу или электронной почте. Наши специалисты всегда готовы помочь Вам квалифицированным советом и консультацией по всем направлениям деятельности фирмы.

Будем  рады успешному плодотворному сотрудничеству.

С наилучшими пожеланиями, коллектив

Группы Компаний «BRONT company»

«ТопливоПромПрисадки»

Чем отличается АИ-92 от АИ-95, и лучше ли заливать АИ-98

Если маркировка бензина на заправке не говорит вам ничего, кроме его «номера», или если вы считаете, что «чем больше цифра, тем лучше бензин», пришла пора избавиться от этих заблуждений. Сегодня мы выясним, что означает число в маркировке бензина, разберемся с его качеством, а также узнаем, лучше ли станет машине, если вы будете заливать более дорогое топливо.

Что означают числа 92, 95 и 98?

Перед тем как перейти к «номерам» марок бензина, в двух словах разберемся с тем, зачем вообще существуют разные его сорта, и определим пару ключевых понятий.

Базовый принцип работы мотора прост: в цилиндр подается бензин и воздух, поршень движется вверх, примерно в момент его достижения верхней точки свеча зажигания поджигает топливную смесь, и сгорающее топливо толкает поршень вниз. В этом процессе важно, чтобы топливо начинало гореть вовремя – тогда, когда его поджигает свеча зажигания. Если же топливо вспыхивает самопроизвольно раньше времени, когда поршень еще идет вверх, это вредит мотору, разрушая его. Поэтому одна из характеристик любого бензина – это детонационная стойкость, то есть его свойство противостоять самопроизвольному воспламенению. И эта детонационная стойкость зависит от октанового числа бензина, которое указано в его маркировке: например, АИ-95 имеет октановое число 95.

Чем больше число – тем лучше бензин?

Нет, разное октановое число не значит, что 95 бензин лучше 92: они просто разные и созданы для разных моторов. Одни имеют более низкую степень сжатия, и риск возникновения детонации в них ниже. Поэтому для них подходит более низкооктановый сорт – АИ-92. В других моторах степень сжатия выше, или топливная смесь может быть больше обогащена кислородом благодаря турбине, которая попутно повышает итоговую компрессию в цилиндре, и в результате риск возникновения детонации тоже растет, поэтому таким двигателям требуется более высокооктановое топливо, чтобы ее избежать.

Так что думать, что «95 бензин лучше 92» так же логично, как считать, что «абсент лучше водки, потому что в нем 70 градусов против 40». Качество бензина его октановым числом не определяется: содержание серы, марганца, смол и других примесей устанавливается не маркой бензина, а техническим регламентом. Так что не стоит полагать, что «95 бензин чище и качественнее 92»: качество обоих соответствует современным требованиям к топливу и соответствует актуальным нормам Евро.

Более высокооктановый бензин полезнее для машины

Еще одно заблуждение, связанное с бензином – мнение о том, что чем выше октановое число, тем полезнее бензин для машины. В нем есть толика правды, но в целом привычка некоторых владельцев старых машин «побаловать их после зарплаты», залив АИ-98, лишена смысла.

Конечно на деле процессы, происходящие в двигателе, сложнее, чем просто «топливо впрыскивается, сгорает и выбрасывается», но если не углубляться в нюансы, можно выделить ключевой факт: в условиях обедненной смеси высокооктановый бензин горит несколько дольше, догорает позже заданного момента и тем самым вызывает повышение температуры в цилиндре и перегрев прилегающих деталей – в частности, клапанов. Проще говоря, если вы заливаете в машину с простеньким атмосферным мотором с низкой степенью сжатия 98 бензин и ездите в спокойном ритме, вы делаете мотору только хуже – его применение оправдано исключительно при желании «погонять», когда на высоких оборотах топливовоздушная смесь имеет оптимальный состав, и высокооктановый бензин действительно приносит пользу, выделяя больше энергии при сгорании.

А вот для моторов с высокой степенью сжатия или оснащенных турбиной логика «чем выше октановое число – тем лучше» вполне оправдана: и степень сжатия, и количество подаваемого в цилиндры воздуха в них достаточны для оптимального сгорания высокооктанового бензина, и повышение детонационной стойкости идет только на пользу. При этом понижение октанового числа наоборот, негативно отражается на работе мотора и его ресурсе: повышается вероятность детонации, которая постепенно разрушает двигатель.

Кратко выводы можно сформулировать так: машин с атмосферными моторами с низкой степенью сжатия применение 98 бензина оправдано только при очень активной езде, а в остальных случаях может даже навредить, а двигателям с высокой степенью сжатия или турбиной вреден бензин с октановым числом ниже того, что рекомендовано производителем. То есть к примеру, вазовской «семерке», чей мотор имеет степень сжатия 8,5, высокооктановый бензин особой пользы не принесет, а вот лить в 1,2 TSI с турбиной и степенью сжатия 10,5 простецкий АИ-92 точно не стоит, в то время как АИ-98 ему вовсе не повредит.

На крышке бензобака написано AKI 91, поэтому я лью АИ-92

Еще одна сложность для неопытных автовладельцев – разные методики определения октанового числа и, соответственно, различающиеся обозначения подходящего для автомобиля бензина. Проблема здесь, как правило, сводится к различию между европейской и американской системами.

Если говорить кратко, то системы маркировки топлива по октановому числу различаются: в Европе оно маркируется по исследовательскому методу, а в США, Канаде, Бразилии и некоторых других странах – по «антидетонационному индексу». Собственно, наша аббревиатура АИ как раз обозначает «автомобильный» бензин по «исследовательскому» методу. А вот AKI означает «anti-knock index», то есть тот самый «антидетонационный индекс», который является средним арифметическим между двумя результатами разных методов определения октанового числа (исследовательского и моторного), и его значение получается ниже, чем у чистого исследовательского метода. То есть, AKI 91 – это вовсе не то же самое, что АИ-92.

Примерное соответствие нашего АИ и зарубежного AKI такое: AKI 87 – это АИ-92, AKI 91 – это АИ-95, а AKI 93 – это уже АИ-98. Так что, покупая подержанную машину, обратите внимание на то, что написано на крышке бензобака и в инструкции по эксплуатации, чтобы не ошибиться в выборе топлива.

«Фирменное» топливо лучше «обычного»?

Ну и, пожалуй, последний вопрос связан с тем, стоит ли переплачивать за «фирменный» бензин на крупных заправках. Здесь стоит понимать, чем обусловлено повышение цены: это тоже не абстрактное «повышение качества», а прежде всего добавление моющих присадок. Присадки эти влияют не на качество работы бензина в двигателе, а на его условную «чистоту для мотора», предотвращая образование отложений в топливной системе. Но учитывая, что бензин и сам по себе довольно чист и является отличным растворителем, эти условные отложения не забьют топливную систему за месяц или год. Так что использование фирменных бензинов с моющими присадками имеет смысл, но совершенно не обязательно и не дает сиюминутного эффекта, обладая профилактическим действием.

керосин тс-1 цена плотность показатели

НАИМЕНОВАНИЕ ПРОДУКЦИИ	ЦЕНА ЗА ТОННУ САМОВЫВОЗОМ	РАСЧЕТНАЯ ПЛОТНОСТЬ ТОПЛИВА НА ВЛПДС	ЦЕНА ЗА ЛИТР САМОВЫВОЗОМ	ЦЕНА С ДОСТАВКОЙ ЗА ЛИТР ОТ5 КУБОВ(С ДОСТАВКОЙ)	ЦЕНА С ДОСТАВКОЙ ЗА ЛИТР ОТ10 КУБОВ(C ДОСТАВКОЙ)	ЦЕНА С ДОСТАВКОЙ ЗА ЛИТР ОТ23 КУБОВ(C ДОСТАВКОЙ)
Керосин ТС-1	50,600 р.	0,800	40,48 р.	41,48 р.	41,28 р.	41,08 р.
Керосин РТ-1	50,300 р.	0,800	40,24 р.	41,24 р.	41,04 р.	40,84 р.

Керосин — смеси углеводородов, выкипающие в интервале температур 150—250 °C, прозрачная, слегка маслянистая на ощупь, горючая жидкость, получаемая путём прямой перегонки или ректификации нефти.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И СОСТАВ

Плотность 0,78—0,85 г/см³ (при20 °C), вязкость 1,2—4,5 мм²/с (при20 °C), температура вспышки 28—72 °C, теплота сгорания ок. 43 МДж/кг.

В зависимости от химического состава и способа переработки нефти, из которой получен керосин, в его состав входят:

предельные алифатические углеводороды — 20—60 %

нафтеновые 20—50 %

бициклические ароматические 5—25 %

непредельные — до 2 %

примеси сернистых, азотистых или кислородных соединений.

ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ

Получается путём перегонки или ректификации нефти, а также вторичной переработкой нефти. При необходимости подвергается гидроочистке.

Керосин применяют как реактивное топливо, горючий компонент жидкого ракетного топлива, горючее при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, для бытовых нагревательных и осветительных приборов, в аппаратах для резки металлов, как растворитель (например для нанесения пестицидов), сырьё для нефтеперерабатывающей промышленности.

Керосин может использоваться как заменитель зимнего и арктического дизтоплива для дизельных двигателей, однако необходимо добавить противоизносные и цетаноповышающие присадки; цетановое число керосина около 40, ГОСТ требует не менее 45. Для многотопливных двигателей (на основе дизеля) возможно применение чистого керосина и даже бензина АИ-80. Допускается добавление до 20 % керосина в летнее дизельное топливо для снижения температуры застывания, при этом не ухудшаются эксплуатационные характеристики.

БЕНЗИН • Большая российская энциклопедия

• В книжной версии

  Том 3. Москва, 2005, стр. 317

• Скопировать библиографическую ссылку:

  ---

Авторы: В. Г. Спиркин

БЕНЗИ́Н, смесь уг­ле­во­до­ро­дов (гл. обр. $\ce{C_4–C_{12}}$) с пре­де­ла­ми вы­ки­па­ния 35–205 °С, по­лу­чае­мая из лёг­ких фрак­ций неф­ти, неф­тя­ных га­зо­вых кон­ден­са­тов, ка­мен­ных и бу­рых уг­лей, слан­цев; ис­поль­зу­ет­ся как то­п­ли­во в кар­бю­ра­тор­ных дви­га­те­лях с ис­кро­вым за­жи­га­ни­ем, ус­та­нав­ли­вае­мых на лег­ко­вых и гру­зо­вых ав­то­мо­би­лях, са­мо­лё­тах, вер­то­лё­тах и пр. В со­став Б. вхо­дят ал­ка­ны, ал­ке­ны, аро­ма­тич. и наф­те­но­вые уг­ле­во­до­ро­ды, при­ме­си се­ро-, азот- и ки­сло­род­со­дер­жа­щих ор­га­нич. со­еди­не­ний. Б. – бес­цвет­ная жид­кость с ха­рак­тер­ным за­па­хом; плот­ность 700–780 кг/м³, те­п­ло­та сго­ра­ния 41–44 МДж/кг; па­ры́ Б. об­ра­зу­ют с воз­ду­хом го­рю­чие сме­си. Осн. по­ка­за­тель ка­че­ст­ва Б. – де­то­на­ци­он­ная стой­кость (см. в ст. Ок­та­но­вое чис­ло), для по­вы­ше­ния ко­то­рой при­ме­ня­ют ан­ти­де­то­на­то­ры мо­тор­ных то­п­лив. Для по­вы­ше­ния хи­мич. ста­биль­но­сти в Б. до­бав­ля­ют ан­ти­окис­ли­тель­ные при­сад­ки, гл. обр. ал­кил­фе­но­лы.

Б. про­из­во­дят пу­тём сме­ше­ния бен­зи­но­вых ком­по­нен­тов разл. тех­но­ло­гич. про­цес­сов неф­те­пе­ре­ра­бот­ки – пря­мой пе­ре­гон­ки, тер­мич. и ка­та­ли­тич. кре­кин­га, ри­фор­мин­га и др. Наи­бо­лее вы­со­ко­ок­та­но­вы­ми яв­ля­ют­ся Б. про­цес­сов ри­фор­мин­га, изо­ме­ри­за­ции, ал­ки­ли­ро­ва­ния; наи­ме­нее – пря­мо­гон­ные фрак­ции тер­мич. про­цес­сов.

Про­из­во­дят ав­то­мо­биль­ные и ави­аци­он­ные Б. разл. ма­рок. Ав­то­мо­биль­ные Б. под­раз­де­ля­ют на лет­ние и зим­ние (по­след­ние со­дер­жат бoльшее ко­ли­че­ст­во низ­ко­ки­пя­щих уг­ле­во­до­ро­дов). Осн. мар­ки ав­то­мо­биль­ных не­эти­ли­ро­ван­ных (не со­дер­жа­щих тет­ра­этил­свин­ца) Б. – А-80, АИ-91, А-92, АИ-93, АИ-95, А-96, АИ-98; цифры в мар­ки­ров­ке по­ка­зы­ва­ют ве­ли­чи­ну ок­тано­во­го чис­ла по мо­тор­но­му или ис­сле­до­ва­тель­ско­му ме­то­ду. Б. ма­рок Нор­маль-80 (для гру­зо­вых ав­то­мо­би­лей), Ре­гу­ляр-91 (ана­ло­ги­чен АИ-93), Пре­ми­ум-95 и Супер-98 (для лег­ко­вых ав­то­мо­би­лей) со­от­вет­ст­ву­ют тре­бо­ва­ни­ям ме­ж­ду­нар. стан­дар­тов. Про­из­во­дят так­же Б. с улуч­шен­ны­ми эко­ло­гич. свой­ства­ми (на­пр., АИ-80ЭК, АИ-92ЭК, АИ-95ЭК, АИ-98ЭК), в ко­то­рых ог­ра­ни­че­но со­дер­жа­ние бен­зо­ла (не бо­лее 3–5% по объ­ё­му), аре­нов (не бо­лее 45% по объ­ё­му), се­ры (не бо­лее 0,05% по мас­се), с до­бав­ле­ни­ем мою­щих при­са­док. Авиац. Б. по­лу­ча­ют на ос­но­ве Б. ка­та­ли­тич. ри­фор­мин­га и вы­со­ко­ок­та­но­вых ком­по­нен­тов: сме­си изо­ал­ка­нов (см. Ал­ки­лат), то­луо­ла и пр.; осн. мар­ки Б-92 и Б-91/115 (циф­ры в мар­ки­ров­ке ука­зы­ва­ют: пер­вая – ок­та­но­вое чис­ло по мо­тор­но­му ме­то­ду, вто­рая – сорт­ность). В авиац. Б. для обес­пе­че­ния тре­буе­мо­го уров­ня де­то­на­ци­онной стой­ко­сти до­бав­ля­ют на 1 кг Б. 1,0–3,1 г тет­ра­этил­свин­ца в ви­де эти­ло­вой жид­ко­сти (го­мо­ген­ной сме­си тет­ра­этил­свин­ца и га­ло­ген­про­из­вод­ных уг­лево­до­ро­дов). Вы­со­ко­ток­сич­ные эти­ли­ро­ван­ные авиац. Б. для безо­пас­но­сти ок­ра­ши­ва­ют. Не­боль­шие ко­ли­че­ст­ва Б. ис­поль­зу­ют как рас­тво­ри­те­ли в разл. от­рас­лях пром-сти (см. Неф­тя­ные рас­тво­ри­те­ли).

Б. по­жа­ро­опа­сен. Дли­тель­ное вды­ха­ние па­ров Б. вы­зы­ва­ет ост­рые от­рав­ле­ния, со­про­во­ж­даю­щие­ся го­лов­ной бо­лью, каш­лем, го­ло­во­кру­же­ни­ем, ино­гда по­те­рей соз­на­ния.

См. так­же Син­те­ти­че­ское жид­кое то­п­ли­во.

Расчеты плотности Учебное пособие по химии

Пожалуйста, не блокируйте рекламу на этом сайте.
Без рекламы = для нас нет денег = для вас нет бесплатных вещей!

Понятие плотности

Плотность определяется как количество массы на единицу объема.
Представьте себе 2 куба. Каждый куб имеет размер 1 см × 1 см × 1 см, так что каждый куб имеет объем 1 см ³ .
Один куб сделан из золота и имеет массу 19,3 грамма.
Другой куб, сделанный из алюминия, имеет массу всего 2.7 грамм.
Золото считается более плотным, чем алюминий, потому что, когда мы сравниваем одинаковый объем двух разных веществ, этот объем золота имеет большую массу.
Мы также можем сказать, что алюминий менее плотен, чем золото, потому что при одинаковом объеме двух веществ этот объем алюминия имеет меньшую массу.

Плотность каждого вещества дана в единицах массы на единицу объема, для наших кубиков это будет масса в граммах на кубический сантиметр, то есть г / см ^-3 или г / см ^-3 .
Золото имеет плотность 19,3 грамма на кубический сантиметр, то есть 19,3 г / см ³ или 19,3 г / см ^-3 .
Алюминий имеет плотность 2,7 грамма на кубический сантиметр, то есть 2,7 г / см ³ или 2,7 г см ^-3 .

У вас в лаборатории наверняка есть 1 см ³ кубиков разных веществ. Вы можете использовать эти кубики для определения плотности различных твердых веществ, таких как медь, железо, цинк и т. Д.

Если вы хотите измерить плотность жидкостей в лаборатории, гораздо проще использовать единицы массы на единицу объема в миллилитрах.
Вы можете использовать пипетку на 1,00 мл, чтобы взять образец жидкости и взвесить ее.
Если вы весите 1,00 мл жидкой воды, она будет иметь массу около 1 г, поэтому ее плотность составит около 1 г / мл или 1 г / мл ^-1 .
Если вы весите 1,00 мл растительного масла, оно может иметь массу около 0,8 г, поэтому его плотность составляет около 0.8 г / мл или 0,8 г мл ^-1 .
Жидкая вода более плотная, чем растительное масло. Итак, если вы нальете воду и растительное масло в один стакан, они не смешаются, а разделятся на 2 слоя. Вы найдете слой более плотной воды на дне стакана и менее плотный слой растительного масла, лежащий над водой. Если вы будете очень осторожны, вы можете «слить» или «слить» растительное масло, оставив воду в стакане.
Эта концепция разделения слоев жидкостей на основе их плотности очень полезна в химии.
Масло и бензин (бензин) не смешиваются с водой. Оба они менее плотные, чем вода, поэтому они также будут плавать на поверхности воды. Возможно, вы видели фотографии разливов нефти с кораблей в море, на которых вы можете видеть, как черная нефть плавает на поверхности воды, а затем вымывается на берег. Поскольку нефть плавает на поверхности воды, можно сдержать разлив нефти в море до того, как он вымывается на берег, построив вокруг него плавучую стену, а затем «зачерпнув» нефть с поверхности.

Также можно измерить плотность газов.
Плотность вдыхаемого воздуха составляет около 0,001 г / мл ^-1 .
Плотность газообразного гелия составляет около 0,00016 г / мл ^-1 .
Гелий менее плотен, чем окружающий вас воздух.
Если вы наполняете воздушный шар гелием, вам нужно держаться за веревку, иначе он взлетит и улетит!
Плотность углекислого газа составляет около 0,0018 г / мл ^-1 . Углекислый газ более плотный, чем окружающий вас воздух. Если вы наполнили воздушный шар чистым углекислым газом, он не всплывет, а опустится на пол!
Это свойство газообразного диоксида углерода использовалось для тушения пожаров, во-первых, потому что газообразный диоксид углерода не горит, а во-вторых, потому что газообразный диоксид углерода может образовывать плавающий барьер, блокирующий подачу газообразного кислорода, так что вещество не может дольше гореть.

Плотность некоторых чистых веществ приведена в таблице ниже.Можете ли вы найти в данных какие-то закономерности?

Чистое вещество	Государство	Плотность (г · мл -1 ) при 25 ° C и 1 атм
золото	твердый	19,3
ртуть	жидкость	13,6
свинец	твердый	11.4
серебро	твердый	10,5
медь	твердый	9,0
цинк	твердый	7,1
алюминий	твердый	2,7
углерод (графит)	твердый	2. 3
сера	твердый	2,0
фосфор	твердый	1,8
уксусная кислота (этановая кислота)	жидкость	1,04
вода	жидкость	1,0
этанол	жидкость	0.79
хлор	газ	0,0029
двуокись углерода	газ	0,0018
кислород	газ	0,0013
гелий	газ	0,00016
водород	газ	0.00008

В целом металлы более плотные, чем неметаллы. ⁽¹⁾
Например, при 25 ° C плотность металлического свинца составляет 11,4 г / мл ^-1 , в то время как плотность неметаллической серы составляет всего 2,0 г / мл ^-1 .
Это означает, что масса 1 мл свинца будет 11,4 г, а масса 1 мл серы — всего 2,0 г.

В целом твердые тела более плотные, чем жидкости, а жидкости более плотные, чем газы. ⁽²⁾
Например, при 25 ° C твердая сера имеет плотность 2,0 г / мл ^-1 , жидкая вода имеет плотность 1,0 г / мл ^-1 , а газообразный кислород имеет плотность 0,0013 г мл ^-1 .

Есть несколько исключений.
Например, из пробкового дерева можно делать модели самолетов и воздушных змеев. Его плотность составляет 0,12 г / мл ^-1 , поэтому твердая древесина бальзы намного менее плотна, чем другие твердые вещества. Действительно, древесина бальзы даже менее плотная, чем жидкая вода, и будет плавать на поверхности воды.

Поскольку атомы (или молекулы) в твердом теле обычно очень плотно упаковываются вместе, они занимают наименьший объем.
В жидкости одна и та же масса атомов (или молекул) менее плотно упакована вместе, поэтому они занимают больший объем, и поэтому плотность вещества уменьшается.
В газе одна и та же масса атомов (или молекул) распределена более случайным образом в гораздо большем объеме, поэтому плотность газа намного, намного меньше плотности жидкости или твердого тела.

В общем, для любого чистого вещества плотность твердого вещества больше плотности жидкости, которая больше плотности газа.

плотность твердого тела> плотность жидкости> плотность газа

Есть несколько исключений.
Например, вы, вероятно, видели лед (твердая вода), плавающий поверх жидкой воды. Это означает, что твердая вода (лед) ДОЛЖНА быть менее плотной, чем жидкая вода!

Расчет плотности

Плотность определяется как масса на единицу объема, то есть:

• плотность = масса / единица объема
• плотность = масса ÷ объем

Если мы положим d = плотность, m = масса и V = объем

d = м / В
или
д = м ÷ В

Если мы измеряем массу в граммах (г), а объем в миллилитрах (мл), то

масса (г) ÷ объем (мл) = плотность (г · мл ^-1 ) Плотность
измеряется в граммах на миллилитр (г · мл ^-1 ).

Если мы измеряем массу в граммах (г), а объем в кубических сантиметрах (см ³ ), то

масса (г) ÷ объем (см ³ ) = плотность (г см ^-3 ) Плотность
выражается в граммах на кубический сантиметр (г · см ^-3 ).

Следовательно, мы можем рассчитать плотность любого вещества, разделив его массу на его объем: d = m ÷ V

Плотность многих веществ можно найти в таблицах, подобных приведенной выше.
Переставив математическое выражение d = m / V, мы можем использовать табличное значение плотности для вычисления:

• масса вещества (м), если известен его объем (В)

  м = d × V

• объема вещества (В), если известна его масса (м)

  В = м ÷ д

Проверьте единообразие единиц в расчетах:

• Если плотность дана в г · мл ^-1 , тогда масса должна быть в граммах, а объем — в миллилитрах.
• Если плотность дана в г см ^-3 , тогда масса должна быть в граммах, а объем — в кубических сантиметрах.

Примеры расчетов плотности

(Решение проблем на основе подхода StoPGoPS)

Вопрос 1. Вычислите плотность в г см ^-3 рубина с объемом 1,6 см ³ и массой 6,7 г.

1. Что вас просят сделать?

   Рассчитать плотность (d) в г см ^-3

2. Какую информацию вам предоставили?

   м = масса = 6.7 г

   V = объем = 1,6 см ³

3. Какая связь между тем, что вы знаете, и тем, что вам нужно выяснить?

   Напишите математическое выражение для расчета плотности:

   d (г см ^-3 ) = м (г) ÷ V (см ³ )

4. Подставьте значения в математическое выражение и решите для плотности:

   d (г см ^-3 ) = м (г) ÷ V (см ³ )

   д = 6.7 г ÷ 1,6 см ³ = 4,2 г см ^-3

5. Убедитесь, что вы ответили на заданный вопрос.
   Мы рассчитали плотность в г · см ^-3 , как и просили.

   Правдоподобен ли ваш ответ?
   Выполните приблизительный расчет:
   масса & прибл; 8 г
   объем & прибл; 2 см ³
   плотность & прибл; 8 ÷ 2 = 4 г см ^-3
   Поскольку наш «грубый» расчет примерно такой же, как и тщательно рассчитанная плотность, мы достаточно уверены, что наш ответ правильный.

6. Сформулируйте ответ на вопрос:

   плотность = 4,2 г см ^-3

Вопрос 2. Рассчитайте плотность в г · мл ^-1 жидкости объемом 28 мл и массой 26,4 г.

1. Что вас просят сделать?

   Рассчитать плотность (d) в г мл ^-1

2. Какую информацию вам предоставили?

   м = масса = 26.4 г

   V = объем = 28 мл

3. Какая связь между тем, что вы знаете, и тем, что вам нужно выяснить?

   Напишите математическое выражение для расчета плотности:

   d (г · мл ^-1 ) = m (г) ÷ V (мл)

4. Подставьте значения в математическое выражение и решите для плотности:

   d (г · мл ^-1 ) = m (г) ÷ V (мл)

   d (г · мл ^-1 ) = 26.4 (г) ÷ 28 (мл) = 0,94 г · мл ^-1

5. Убедитесь, что вы ответили на заданный вопрос.
   Мы рассчитали плотность в г / мл ^-1 , как и просили.

   Правдоподобен ли ваш ответ?
   Выполните «грубый» расчет:
   масса & прибл; 25 г
   объем & прибл; 25 мл
   плотность & прибл; 25 г ÷ 25 мл = 1 г мл ^-1
   Поскольку наш ответ для «грубого» расчета примерно такой же, как и наш тщательно рассчитанный ответ, мы достаточно уверены, что наш ответ правильный.

6. Сформулируйте ответ на вопрос:

   плотность = 0,94 г · мл ^-1

Вопрос 3. Пчелиный воск имеет плотность 0,96 г / см ^-3 при 25 ° C и давлении 1 атм.
Рассчитайте массу 5,0 см в граммах ³ пчелиного воска при 25 ° C и 1 атм.

1. Что вас просят сделать?

   Рассчитайте массу (м) в граммах (г).

2. Какую информацию вам предоставили?

   d = плотность = 0,96 г см ^-3 (при 25 ° C и 1 атм)

   V = объем = 5,0 см ³ (при 25 ° C и 1 атм)

3. Какая связь между тем, что вы знаете, и тем, что вам нужно выяснить?

   Напишите математическое выражение для расчета плотности:

   d (г см ^-3 ) = м (г) ÷ V (см ³ )

4. Подставьте значения в математическое выражение и решите для массы (м):

   d (г см ^-3 ) = м (г) ÷ V (см ³ )

   0.96 г см ^-3 = м (г) ÷ 5,0 см ³

   Умножьте обе части уравнения на 5,0 см ³ :

   0,96 г см ^-3 × 5,0 (см ³ ) = 5 (см ³ ) × м (г) ÷ (5 см ³ )

   4,8 г = м (г)

5. Убедитесь, что вы ответили на заданный вопрос.
   Мы рассчитали массу в граммах, как и просили.

   Правдоподобен ли ваш ответ?
   Плотность составляет около 1 г см ^-1 , то есть масса 1 г имеет объем 1 см ^-1 .
   Объем 5 см ^-1 , следовательно, будет иметь массу 5 × 1 = 5 см ³
   Поскольку этот «грубый» расчет массы согласуется с нашим тщательно рассчитанным значением массы, мы достаточно уверены, что наш ответ следующий: верный.

6. Сформулируйте ответ на вопрос:

   масса = 4.8 г

Вопрос 4. Молоко имеет плотность 1,03 г / мл ^-1 при 25 ° C и давлении 1 атм.
Рассчитайте массу в граммах 1 л молока при 25 ° C и 1 атм.

1. Что вас просят сделать?

   Рассчитайте массу (м) в граммах (г)

2. Какую информацию вам предоставили?

   d = плотность = 1,03 г · мл ^-1 (при 25 ° C и 1 атм)

   В = объем = 1 л (при 25 ° C и 1 атм)

   Преобразуйте объем в л в объем в мл, чтобы единицы плотности (г · мл ^-1 ) были согласованы:

   V = 1 л × 1000 мл л ^-1 = 1000 мл

3. Какая связь между тем, что вы знаете, и тем, что вам нужно выяснить?

   Напишите математическое выражение для расчета плотности:

   d (г · мл ^-1 ) = m (г) ÷ V (мл)

4. Подставьте значения в математическое выражение и решите для массы (м):

   d (г · мл ^-1 ) = m (г) ÷ V (мл)

   1. 03 г мл ^-1 = m (г) ÷ 1000 мл

   Умножьте обе части уравнения на 1000 мл:

   1,03 г мл ^-1 × 1000 мл = 1000 мл × м (г) ÷ 1000 мл

   1030 г = m (г)

5. Убедитесь, что вы ответили на заданный вопрос.
   Мы рассчитали массу в граммах, как и просили.

   Правдоподобен ли ваш ответ?
   Выполните «грубый» расчет:
   плотность & прибл; 1 г мл ^-1
   Масса 1 мл молока составляет около 1 г.
   Масса 1 л (1000 мл) молока составляет примерно 1000 × 1 = 1000 г.
   Поскольку этот приблизительный расчет близок к тщательно рассчитанному значению массы, мы достаточно уверены, что наш ответ правильный.

6. Сформулируйте ответ на вопрос:

   масса = 1030 г

Вопрос 5. При 25 ° C и давлении 1 атм алмаз имеет плотность 3,5 г см ^-3 .
Рассчитайте объем в см ³ 0,50 г алмаза при 25 ° C и давлении 1 атм.

1. Что вас просят сделать?

   Вычислить объем (V) в см ³

2. Какую информацию вам предоставили?

   d = плотность = 3.5 г см ^-3 (при 25 ° C и 1 атм)

   m = масса = 0,50 г (при 25 ° C и 1 атм)

3. Какая связь между тем, что вы знаете, и тем, что вам нужно выяснить?

   Напишите математическое выражение для расчета плотности:

   d (г см ^-3 ) = м (г) ÷ V (см ³ )

4. Подставьте значения в математическое выражение и решите для плотности:

   d (г см ^-3 ) = м (г) ÷ V (см ³ )

   3.5 г см ^-3 = 0,50 г ÷ В (см ³ )

   Умножьте обе части уравнения на V (см ³ ):

   3,5 г см ^-3 × V (см ³ ) = В (см ³ ) × 0,50 г ÷ В (см ³ )
   3,5 г см ^-3 × V (см ³ ) = 0,50 г

   Разделите обе части уравнения на 3,5 г см ^-3 :

   [ 3. 5 г см ^-3 × V (см ³ )] ÷ 3,5 г см ^-3 = 0,50 г ÷ 3,5 г см ^-3
   V (см ³ ) = 0,50 ÷ 3,5 (см ^-3 ) = 0,14 см ³

5. Убедитесь, что вы ответили на заданный вопрос.
   Объем рассчитан в см ³ .

   Правдоподобен ли ваш ответ?
   Выполните «грубый» расчет:
   плотность & прибл; 5 г см ^-3
   1 см ^-3 алмаза имеет массу около 5 г.
   0,5 г = 0,1 × 5 г
   Таким образом, объем (0,1 × 5 г) алмаза будет 0,1 × 1 см ³ , то есть 0,1 см ^-3 .
   Поскольку этот «приблизительный» ответ примерно такой же, как и наш тщательно рассчитанный ответ, мы достаточно уверены, что наш ответ правильный.

6. Сформулируйте ответ на вопрос:

   объем = 0,14 см ³

Вопрос 6. При 25 ° C и давлении 1 атм этиленгликоль имеет плотность 1,11 г / мл ^-1 .
Рассчитайте объем в мл 0,025 кг этиленгликоля при 25 ° C и давлении 1 атм.

1. Что вас просят сделать?

   Рассчитать объем (V) в мл

2. Какую информацию вам предоставили?

   d = плотность = 1,11 г мл ^-1 (при 25 ° C и давлении 1 атм)

   м = масса = 0.025 кг (при 25 ° C и давлении 1 атм)

   Преобразование массы в кг в массу в г для согласования с единицами плотности (г · мл ^-1 ):

   м = 0,025 кг × 1000 г кг ^-1 = 25 г

3. Какая связь между тем, что вы знаете, и тем, что вам нужно выяснить?

   Напишите математическое выражение для расчета плотности:

   d (г · мл ^-1 ) = m (г) ÷ V (мл)

4. Подставьте значения в математическое выражение и решите для плотности:

   d (г · мл ^-1 ) = m (г) ÷ V (мл)

   1.11 (г · мл ^-1 ) = 25 (г) ÷ V (мл)

   Умножьте обе части уравнения на V (мл):

   В (мл) × 1,11 (г · мл ^-1 ) = В (мл) × 25 (г) ÷ В (мл)
   В (мл) × 1,11 (г · мл ^-1 ) = 25 (г)

   Разделите обе части уравнения на 1,11 (г · мл ^-1 ):

   [В (мл) × 1,11 (г · мл ^-1 ) ] ÷ 1,11 (г · мл ^-1 ) = 25 (г) ÷ 1. 11 ( г мл ^-1 )
   В (мл) = 25 ÷ 1,11 (мл ^-1 ) = 23 мл

5. Убедитесь, что вы ответили на заданный вопрос.
   Мы рассчитали объем в мл, как и просили.

   Правдоподобен ли ваш ответ?
   Работайте в обратном направлении, то есть используйте заданную массу и наше значение объема, чтобы увидеть, получим ли мы такое же значение плотности, как указано в вопросе.
   м = 0.025 кг = 25 г
   V = 23 мл
   d = 25 ÷ 23 = 1,1 г мл ^-1
   Поскольку это значение плотности совпадает с значением, указанным в вопросе, мы достаточно уверены, что наш ответ правильный.

6. Сформулируйте ответ на вопрос:

   объем = 23 мл

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с вашим системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Плотность форсирования в пригородах Австралии

Австралия — это страна размером с континент с общей урбанизированной площадью всего 0.3%. Как и в случае с США, население увеличивается в результате естественного прироста и иммиграции. Страна наделена солнечным климатом и достаточным пространством, чтобы ее жители могли вести непринужденный и свободный образ жизни.

Учитывая это, можно было бы ожидать, что идеология более плотного жилья сторонников «умного роста» не получит особой поддержки. Однако с начала 1990-х годов Федеральный департамент жилищного строительства Австралии продвигает именно такой подход.

Сидней, расположенный в штате Новый Южный Уэльс, был авангардом этой политики уплотнения.Сидней (население 4,34 миллиона человек) разделен на местные муниципалитеты, каждый из которых управляется всенародно избранным советом. Традиционно эти советы несли ответственность за планирование своих территорий. На протяжении многих лет планы зонирования муниципальных властей соответствовали выраженному предпочтению более 80% австралийцев жить в отдельно стоящих домах. Пытаясь изменить эту давнюю модель, правительство Нового Южного Уэльса прибегло к использованию авторитарных процессов для принудительного уплотнения, нравится это регионам или нет.

Постановления министра планирования с высокой степенью плотности принимаются постановлением министерства без обсуждения в Парламенте штата. Эти правила требуют, чтобы муниципальные советы представляли министру планирования стратегии планирования, которые увеличивают плотность населения, к его / ее удовлетворению, под угрозой лишения совета полномочий по планированию. В случае вопиющего конфликта интересов половина членов оценочной комиссии министра — разработчики, которые выиграют от оцениваемых стратегий реализации, а другая половина — бюрократы.Нет представительства сообщества.

Большинство советов покорно выполнили принудительное требование представить стратегии планирования с высокой плотностью размещения. В результате ранее привлекательные окраины с их цветами и листвой преодолеваются безжалостным маршем серого бетона и битума. Сбитые с толку давние жители оказываются изолированными среди мрачных теней поднимающихся вверх удушающих жилых кварталов.

Один зеленый муниципальный район, в основном состоящий из одного жилого помещения в северной части Сиднея (Ку-ринг-гай), настаивал на том, чтобы представление их жилой стратегии было отложено до тех пор, пока не будут проведены исследования влияния результирующей более высокой плотности на инфраструктуру и движение транспорта. , окружающая среда и наследие.С этой наглостью боролись жестоко. Его традиционные полномочия по планированию были отозваны и переданы группе планирования, назначенной министром планирования.

Эта группа планирования разработала план, который увеличит плотность населения муниципалитета примерно на 50%. План предлагает заменить традиционные деревенские центры и многочисленные окружающие их дома в этом районе массивными многоэтажными башнями, многие из которых уходят глубоко в окрестные жилые улицы.

В знак демонстрации демократии комиссия организовала общественную консультацию по проекту плана.Во время встречи резидент за резидентом критиковали план с высокой плотностью застройки как чрезмерно чрезмерный, вызывающий уважение к независимым исследованиям и пренебрежение ограничениями окружающей среды и наследия. Спикер за спикером осуждали процессы комиссии — как «отсутствие прозрачности и надлежащей правовой процедуры», «покровительство и снисходительность к озабоченностям сообщества», «потворство интересам разработчиков», «часть процесса по навязыванию политики, которая не в высшей степени. общественный интерес »и« притворство ». Группа завершила встречу, когда это сделала только половина из тех, кто зарегистрировался для выступления.Несмотря на бурные сцены возмущения, группа по планированию решила принять план с высокой плотностью движения.

Можно было бы подумать, что такое диктаторское навязывание сообществу может быть оправдано только тем, что несомненно отвечает интересам широкой общественности. Департамент планирования попытался оправдать свою позицию заявлением о выгодах для общего блага. Главными из них являются утверждения о том, что высокая плотность лучше для окружающей среды и что такая политика позволяет сэкономить на инфраструктуре.

В Австралии данные свидетельствуют об обратном.Что касается выбросов парниковых газов, недавнее исследование, в котором выбросы парниковых газов относят к конечному потреблению на уровне домохозяйств1, показывает, что в среднем выбросы на человека в городских районах с высокой плотностью населения почти в два раза выше, чем во внешних районах с низкой плотностью населения. Другое исследование показывает, что количество выбросов парниковых газов в результате использования энергии в домашних условиях при высокой плотности населения (5,4 т / человека в год) больше, чем в отдельно стоящих жилищах (2,9 т / песон / год) 2. Это связано с лифтами, сушилками для одежды, кондиционерами и общими освещенными помещениями, такими как гаражи и фойе.Более того, энергия, необходимая для строительства высотки, составляет почти в пять раз больше энергии, необходимой для строительства одного жилого дома, на одного жителя.

В Австралии высокая плотность практически не снижает интенсивность путешествий. Исследования, проведенные в районах Мельбурна, показывают, что люди, втиснувшиеся в недавно переоборудованные густонаселенные районы, не пользовались общественным транспортом в большей степени, чем раньше, а их процент использования автомобилей практически не изменился3.

Не существует достаточной разницы в выбросах парниковых газов общественного и частного транспорта, чтобы противостоять увеличению выбросов от жилых домов с высокой плотностью застройки.Выбросы парниковых газов на пассажиро-километр железнодорожной сети Сиднея составляют 105 граммов. Этот показатель для среднего автомобиля составляет 155 граммов, а для современных автомобилей с низким расходом топлива — всего 70 граммов.

Добавление людей к существующей инфраструктуре приводит к перегрузке. После 15 лет политики высокой плотности населения качество пригородных дорог Сиднея, железнодорожного сообщения, водоснабжения и электроснабжения заметно ухудшилось. Модернизация с высокой плотностью размещения намного дороже, чем создание новой инфраструктуры на новых участках.Затраты на инфраструктуру, указанные властями, почти всегда не включают стоимость восстановления стандарта инфраструктуры до уровня обслуживания, которым пользовались до введения высокой плотности. Один из примеров этих «забытых» затрат — увеличение электроснабжения в центре Сиднея, для чего потребуются 4900 дополнительных квартир, в конечном итоге обойдется в 429 миллионов австралийских долларов (340 миллионов долларов США), или 80 000 австралийских долларов за новую квартиру4

Влияние политики высокой плотности населения на стоимость жилья разрушительно для молодого поколения.Пытаясь заставить людей более плотно проживать на существующих землях, власти резко сократили предложение новых земель под жилье. Это привело к тому, что стоимость земли теперь составляет 70% от стоимости жилья вместо традиционных 30%. Новое жилище на окраине Сиднея должно стоить около 10 000 австралийских долларов (168 000 австралийских долларов), но на самом деле это более 500 000 австралийских долларов.

Стоимость коммерческой земли в Сиднее также вышла из-под контроля. Работодатели переводят свой бизнес в другое место.Еще в 2000 году доля Нового Южного Уэльса в национальной экономике составляла 35%. Сейчас этот показатель упал до 30% .5 Доля банкротств увеличилась с 25% до 38% .6

Помимо мнимой «зеленой» идеологии, возможно, мощным стимулом для политик высокой плотности является открывающаяся в результате возможность для застройщиков получать огромную прибыль. За последние пять лет правящая Лейбористская партия Нового Южного Уэльса получила пожертвования от девелоперской индустрии в размере 9 миллионов австралийских долларов, а чистая прибыль оппозиционной партии составила 5 миллионов австралийских долларов.Эти пожертвования превысили общую сумму взносов всех политических партий за тот же период от игорной, табачной, алкогольной, гостиничной, фармацевтической и военной промышленности вместе взятых7.

Политические пожертвования увеличивают доступ доноров к правительству. Это неизбежно приводит к появлению симпатий к ним, что, в свою очередь, приводит к увеличению прибыли и пожертвований.

Другие австралийские штаты также проводят политику высокой плотности населения, но не до такой степени, как Новый Южный Уэльс.Недавно в Виктории8 и в Западной Австралии9 тщательно сформулированные объявления показали, что политика отходит от чрезмерно высокой плотности населения.

Ошибочная идеология и финансовое вознаграждение меньшинства сделали высокую плотность населения устойчивой чертой политики планирования Нового Южного Уэльса. Результаты неутешительны: больше парниковых газов, высокая плотность движения, ухудшение состояния здоровья, скрипучая и перегруженная инфраструктура, целое поколение лишено возможности владеть собственным домом, а бизнес бежит из штата в поисках более зеленых и менее перегруженных пастбищ в других местах.

(Д-р) Тони Рессей имеет химическое образование и является консультантом по окружающей среде. После выхода на пенсию он проявляет интерес к делам общества и является президентом общественной группы Save Our Suburbs, которая выступает против чрезмерной застройки, навязанной общинам правительством штата Новый Южный Уэльс.

2 Майорс, П. О’Лири, Р. и Хелструм, Р., 2005, Исследование энергопотребления и пикового спроса в многоквартирных жилых домах, Сидней, Департамент инфраструктуры, планирования и природных ресурсов Нового Южного Уэльса,

3 Кристофер Ходжетс, 2008 г., диссертация: «Консолидация городов и транспорт», Мельбурнский университет

4 Веб-сайт EnergyAustralia по состоянию на октябрь 2008 г.

5 Sydney Morning Herald 15 ноября 2008

6 Sydney Morning Herald 29 марта 2009 г.

7 Сильвия Хейл, член Законодательного совета Нового Южного Уэльса, 29 апреля 2009 г., выступление перед Национальным трастовым завтраком

Приближение плотности атмосферы Земли

МОДЕЛИРОВАНИЕ НАЗЕМНОЙ АТМОСФЕРЫ

ВСТУПЛЕНИЕ

Плотность атмосферы является критическим компонентом для исследований полета метеоров, входа в атмосферу искусственного космического мусора и срока службы космических объектов (спутников и мусора).

Плотность атмосферы зависит от высоты, географической широты и долготы, времени, сезона и динамики атмосферы. В верхних слоях атмосферы (> 100 км) он также сильно зависит от солнечного мягкого рентгеновского излучения и экстремального ультрафиолета (EUV). Он также варьируется в зависимости от геомагнитной активности. В нижних слоях атмосферы средняя плотность как функция высоты обычно достаточна для моделей входа в атмосферу метеоров и космического мусора. В верхних слоях атмосферы для исследований продолжительности жизни, которые учитывают атмосферное сопротивление, плотность должна быть указана как функция высоты, солнечного потока в десять сантиметров и индекса геомагнитной активности Ap.

В следующих разделах будет рассмотрен ряд простых моделей плотности атмосферы, которые полезны для вышеуказанных приложений.

ИЗОТЕРМАЛЬНАЯ АТМОСФЕРА

Изотермическая атмосфера — это атмосфера с постоянной температурой. В такой атмосфере плотность (ρ) можно записать как

ρ _o — плотность на поверхности планеты
h — высота над поверхностью
H — высота шкалы

k = 1,38 x 10 ^-23 Дж / К — постоянная Больцмана
g — ускорение свободного падения (~ 9,8 у поверхности Земли)

Ниже 100 км изменение силы тяжести с высотой незначительно. Таким образом, единственный фактор, который существенно меняется, — это температура.

НАСТОЯЩАЯ АТМОСФЕРА

Стандарт высоты изотермический
   0 1.30E + 00 1.17E + 00
  10 3.12E-01 4.62E-01
  20 7.47E-02 8.67E-02
  30 1.79E-02 1.66E-02
  40 4.29E-03 4.05E-03
  50 1.03E-03 1.17E-03
  60 2.46E-04 3.38E-04
  70 5.90E-05 8.58E-05
  80 1.41E-05 1.79E-05
  90 3.39E-06 3.20E-06
 100 8.12E-07 5.47E-07
 110 1.95E-07 1.03E-07
 120 4.67E-08 2.49E-08
 130 1.12E-08 8.23E-09
 

МОДЕЛЬ CIRA

Модель CIRA — это международная эталонная атмосфера COSPAR. КОСПАР — Комитет ООН по космическим исследованиям. Ниже представлены графики температуры и плотности атмосферы CIRA до высоты 500 км:

Изменяющаяся температура является преобладающим параметром, который изменяет высоту шкалы и, следовательно, плотность.Однако это подкрепляется уменьшением силы тяжести (g) с увеличением высоты, а также уменьшением средней молекулярной массы на высоте более 100 км. Ниже 100 км Солнце оказывает незначительное влияние на плотность. Выше 200 км он становится весьма значительным. Это связано с тем, что солнечные ультрафиолетовые лучи и мягкое рентгеновское излучение, которые влияют на верхнюю плотность атмосферы, поглощаются на высоте около 100 км.

МОДЕЛИ ДО 180 КМ

  ПЛОТНОСТЬ ЦИРА АТМОСФЕРЫ
  Высота CIRA logCIRA
     0 1.21E 0 0,083
    10 4,19E-1 -0,38
    20 9.39E-2 -1.03
    30 1,77E-2 -1,75
    40 3.97E-3 -2,40
    50 1,06E-3 -2,97
    60 3,21E-4 -3,49
    70 8,77E-5 -4,05
    80 1,91E-5 -4,72
    90 3,40E-6 -5,47
   100 5.30E-7 -6.28
   110 9,66Е-8 -7,02
   120 2,44E-8 -7,61
   130 8,48E-9 -8,07
   140 3,85E-9 -8,41
   150 2,07E-9 -8,68
   160 1,24E-9 -8,91
   170 8.04E-10 -9.09
   180 5,46E-10 -9,26
 

МОДЕЛЬ ОТ 180 до 500 КМ

Выше 180 км мы больше не можем использовать среднюю эталонную модель. Нам нужна модель, которая меняется в зависимости от условий космической погоды в данный момент, в частности, солнечного EUV-потока и геомагнитной активности. Мы используем поток солнечного радио в десять сантиметров (F ₁₀ ) в качестве прокси для солнечного выхода EUV, а геомагнитный индекс A _p в качестве заместителя для геомагнитной активности.Разработанная нами модель подходит для исследования орбитального распада, времени жизни спутников и космического мусора в диапазоне высот от 180 до 500 км.

Алгоритм расчета плотности атмосферы в этом диапазоне определяется следующим образом:

T = 900 + 2,5 (F10 70) + 1,5 Ap	(Кельвин)
μ = 27 0,012 (h 200)	180
H = T / μ	(км)
ρ = 6×10 -10 exp (- (h 175) / H)	(кг · м -3 )

Значения модельной плотности атмосферы приведены ниже для случаев минимального (F ₁₀ = 70) и максимального (F ₁₀ = 300) солнечного EUV и мягкого рентгеновского излучения:

Примечание: было обнаружено, что среднее значение F ₁₀ является более подходящим параметром для использования, чем дневное значение.Обычно для расчета среднего значения используются последние 90 дней.

На высоте более 500 км время жизни орбитального тела больше солнечного периода, составляющего ~ 11 лет, и поэтому снова может оказаться подходящей модель средней или средней атмосферы.

СПРАВКА

Адольф С. Юрса (ред.), Справочник по геофизике и космической среде , Геофизическая лаборатория ВВС США, 1985 {Этот текст можно получить в Национальной службе технической информации, 5285 Порт-Ройал-роуд, Спрингфилд, Вирджиния, 22161 — Документ присоединен Номер: ADA 167000}

Австралийская космическая академия

Маммографическая плотность и скрининг | Здоровье груди и осведомленность

Маммографическая плотность

Маммографическая плотность (также называемая «плотностью груди») — это термин, используемый для измерения и сравнения различных типов тканей груди, видимых на маммограмме.

Грудь состоит из нескольких различных компонентов, включая жир, железистую ткань (молочные протоки и дольки) и соединительную ткань, которая помогает удерживать все на месте.

Ткани груди на маммограмме

Высокая плотность груди означает большее количество железистой и соединительной ткани по сравнению с жиром. Низкая плотность груди означает, что в ней больше жира по сравнению с железистой и соединительной тканью.

Железистая и соединительная ткань отображаются на маммограмме белым цветом, жир — темным на маммограмме.На маммограмме грудь определяется как «плотная», если изображение в основном белое

Фотографии предоставлены INFORMD

Классификация маммографической плотности

Маммографическая плотность (MD) описывает только то, как грудь выглядит на маммограмме. Это не показатель того, как грудь выглядит или ощущается на ощупь, и не может быть определен врачом при клиническом осмотре. Хотя плотность груди варьируется от одной женщины к другой, молодые женщины и женщины с меньшей грудью, скорее всего, будут иметь плотную грудь.У многих женщин после менопаузы грудь становится менее плотной.

Уровень маммографической плотности может быть оценен радиологами по шкале от в основном жирной (очень низкая плотность) до в основном плотной. Одной из наиболее часто используемых шкал является Система отчетов и данных визуализации молочной железы Американского колледжа радиологов (BI-RADS), которую радиологи используют для классификации MD на маммограммах как A, B, C или D. Иногда числовая шкала 1, 2. , Вместо этого используется 3 или 4.

• Тип A (почти полностью жирная, самая низкая плотность): около 10 процентов женщин, которые проходят маммографию, будут иметь в основном жирную грудь с очень низкой плотностью.
• Тип B (рассеянные участки фиброгландулярной плотности): примерно 40 процентов женщин, которые проходят маммографию, имеют такой низкий уровень плотности.
• Тип C (неоднородно плотный): еще 40 процентов женщин будут иметь этот тип маммографической плотности, который считается плотным и может скрывать небольшие образования.
• Тип D (чрезвычайно плотный): около 10 процентов женщин, проходящих маммографию, будут иметь чрезвычайно плотную грудь, что снижает чувствительность маммографии.

Как видно, существует широкий диапазон маммографической плотности. Некоторые груди в основном жирные, а некоторые — из железистой и соединительной ткани (плотная грудь).

Большинство женщин, которым сделали маммографию (около 80 процентов), находятся где-то посередине этих двух крайностей.

Маммографическая плотность широко варьируется от одной женщины к другой, но у каждой женщины уровни плотности обычно не сильно меняются в течение их жизни.Это связано с тем, что из-за генетических факторов и факторов окружающей среды считается, что уровень маммографической плотности отдельной женщины в основном определяется, когда грудь впервые формируется.

Некоторые факторы могут в некоторой степени влиять на уровни маммографической плотности, например, молодые женщины и женщины с более низким индексом массы тела (ИМТ), как правило, имеют более высокую маммографическую плотность.

Другие факторы, которые могут в некоторой степени влиять на плотность маммографии, включают:

• имеют детей
• на заместительной гормональной терапии
• переживает менопаузу.

Все эти факторы могут изменять гормоны в организме и в некоторой степени влиять на плотность маммографии. Однако, хотя маммографическая плотность женщины может снижаться с возрастом, влиянием окружающей среды или гормонами, плотность в основном определяется, когда грудь впервые формируется, поэтому некоторые женщины всегда будут иметь высокую плотность для своего возраста или по сравнению со средним показателем, в то время как другие женщины будут иметь меньшая плотность.

Влияние маммографической плотности

Рак иногда может быть скрыт или «замаскирован» на снимке маммограммы, если грудь очень плотная.На маммограмме жировая ткань выглядит темной, а железистая и соединительная ткань груди — белой или «плотной». Рак также отображается на маммограмме белым цветом. Это означает, что на маммограммах плотной груди труднее выявить рак, чем на маммограммах в основном жирной груди.

Риск рака груди

Исследования также показывают, что плотность груди сама по себе может быть фактором риска развития рака груди.

• Для примерно 40 процентов женщин с «неоднородно плотной грудью» (тип C по шкале BI-RADS) риск развития рака груди считается равным 1.В 2 раза больше среднего.
• У женщин с очень плотной грудью (тип D) вероятность развития рака груди в 2,1 раза выше, чем в среднем, и до 6 раз выше, чем у женщин с большей частью жирной грудью (тип A).

И наоборот, у людей с низкой плотностью груди (Тип A) риск рака груди ниже, чем в среднем.

Однако важно отметить, что:

• Лишь небольшая часть женщин имеет чрезвычайно плотную грудь (около 10 процентов женщин, проходящих маммографию).У большинства женщин уровень маммографической плотности находится где-то посередине из двух крайностей (ни в основном жирная, ни очень плотная), где уровень риска маммографической плотности не так высок.
• Маммографическая плотность женщины может варьироваться в разные моменты ее жизни и может оцениваться по-разному от одного маммографа или рентгенолога к другому. Это может затруднить выводы об индивидуальном уровне риска женщины на основании только маммографической плотности.
• Даже у женщин с очень плотной грудью риск развития рака груди все еще не так высок, как другие хорошо известные факторы риска, такие как возраст (75 процентов новых диагнозов рака груди приходится на женщин в возрасте 50 лет и старше) или у женщин Мутация гена BRCA1 или BRCA2.
• У многих женщин с неплотной грудью может развиться рак груди. Вот почему важно, чтобы все женщины в возрасте от 50 до 74 лет регулярно проходили маммографический скрининг, независимо от плотности их маммографии.

Что делать, если вам говорят, что у вас плотная грудь

• Узнайте, какие варианты скрининга подходят вам лучше всего. Если врач или клиника скрининга сообщили вам, что у вас плотная грудь, вы можете обсудить с ними, какие другие варианты обследования лучше всего подходят для вас.
• Поговорите со своим терапевтом о том, как можно уменьшить любые факторы риска, связанные с образом жизни. У большинства женщин с очень плотной грудью не развивается рак груди.При рассмотрении индивидуального риска развития рака груди у женщины рекомендуется учитывать плотность груди вместе с другими факторами риска, такими как возраст, семейный анамнез, индекс массы тела. Хотя вы не можете изменить плотность груди, вы можете внести ряд положительных изменений в образ жизни, чтобы снизить риск развития рака груди и улучшить общее самочувствие. К ним относятся поддержание здорового веса, регулярные упражнения, сокращение потребления алкоголя и отказ от курения.Хотя эти изменения не являются гарантией того, что у вас не разовьется рак груди, они дадут вам возможность снизить риск. Вы можете узнать больше, посетив нашу страницу снижения риска (вставьте веб-ссылку BCNA).
• Узнайте о своей груди и о том, что для вас нормально . Посмотрите в зеркало на свою грудь и время от времени прощупывайте ее. Если вы заметили какие-либо необычные изменения в груди, такие как уплотнения, выделения из сосков или новые стойкие боли в груди, даже если ваша последняя маммограмма была нормальной, немедленно обратитесь к терапевту.

Мне не сообщили, что у меня плотная ткань груди, и поэтому маммография или УЗИ могут пропустить инвазивный рак. Изначально я лечился от рака 2 степени. Дальнейший рак контралатеральной груди был пропущен при последующих обследованиях — участник опроса BCNA 2017

Нам нужен более эффективный скрининг рака груди у женщин с плотной грудью.Мой рак был пропущен и не был обнаружен, пока я не заметил пальпируемую шишку диаметром 3,5 см. Соответственно, мне пришлось перенести агрессивное лечение, то есть химиотерапию, радиотерапию и двустороннюю мастэктомию — участник опроса BCNA 2017

BCNA слышал голоса наших членов, многие из которых огорчены, узнав, что они не были проинформированы об уровне плотности груди и поэтому не знали, что скрининговые маммограммы могут не выявить новый рак груди.

Мы призываем к следующим направлениям реформы для женщин с плотной грудью:

1. Расширение программы WA BreastScreen, которая сообщает всем женщинам с плотной грудью, что их скрининговая маммограмма менее чувствительна к онкологическим заболеваниям, и поэтому им следует проявлять бдительность при поиске изменений груди и поговорить со своим терапевтом, если им нужна дополнительная информация варианты обследования, такие как УЗИ груди, томосинтез или МРТ груди.
2. Улучшенные скидки по программе Medicare для женщин с плотной грудью, которым требуются дополнительные возможности скрининга, такие как МРТ молочной железы, чтобы сократить личные расходы, связанные с наблюдением за раком груди.
3. Увеличение финансовых вложений в автоматизированные программы, которые могут лучше определять уровни плотности груди у женщины, чтобы лучше помогать ей принимать информированные решения, основанные на ее индивидуальном риске.
4. Разработка клинических руководств по контролю плотности груди, чтобы женщины могли быть лучше информированы о том, каков их риск рака груди и как они могут лучше всего проводить скрининг на рак груди.
5. Расширенное исследование связи между плотностью груди и риском рака груди.

A Возмущение поверхностной плотности в диске TW Hydrae на 95 а.е., отслеженное молекулярной эмиссией

Протопланетные диски являются местами активного формирования планет, и именно в плотных срединных плоскостях этих дисков рост зерна способствует формированию планетезималей. Как только планета вырастет до определенной массы, она начнет взаимодействовать с диском и формировать структуру плотности (Kley & Nelson 2012; Turner et al.2014). Часто наблюдаются признаки продолжающегося формирования планет и взаимодействий между планетами и дисками, такие как спирали и промежутки в рассеянном свете (Дебес и др., 2013; Бенисти и др., 2015; Вагнер и др., 2015) или кольца и пылевые ловушки, наблюдаемые в тепловом режиме. миллиметровый пылевой континуум (van der Marel et al. 2013; ALMA Partnership et al. 2015; Andrews et al. 2016).

В то время как встроенные планеты являются привлекательным механизмом для создания этих характеристик, было показано, что другие физические механизмы, не связанные с планетами, создают аналогичные функции, такие как гравитационная нестабильность, мертвые зоны магнитовращательной нестабильности (МРТ), снежные полосы летучих частиц или эволюция пыли. (Birnstiel et al.2015; Flock et al. 2015; Pohl et al. 2015; Zhang et al. 2015). Чтобы соединить эти разрозненные области, необходимы исследования молекулярной линии излучения, которая отслеживает газ между областями, исследуемыми тепловым континуумом или рассеянным светом.

TW Hya, ближайший к нам протопланетный диск в 59 ± 1 пк (Gaia Collaboration et al. 2016), является наиболее хорошо изученным диском в огромном диапазоне длин волн и идеальной целью для такого исследования. Диск отображает множество субструктур и радиальных морфологий в рассеянном свете (Debes et al.2013; Akiyama et al. 2015; Rapson et al. 2015; van Boekel et al. 2017), миллиметровый пылевой континуум (Эндрюс и др. 2012, 2016; Меню и др. 2014; Цукагоши и др. 2016) и молекулярное линейное излучение (Ци и др. 2013; Кастнер и др. 2015; Бергин и др. 2016; Nomura et al. 2016; Schwarz et al. 2016), причем для объяснения этих поразительных особенностей используются многие физические и химические процессы.

В этой статье мы представляем наблюдения ALMA Cycle 2 излучения линии CS, радиальный профиль которого показывает неглубокий провал, совпадающий с пылевой щелью ~ 90 а.е., видимой в рассеянном свете (Debes et al.2013; Rapson et al. 2015; van Boekel et al. 2017). В разделе 2 описаны наблюдения и наблюдаемые особенности, а в разделе 3 мы следуем моделированию, выполненному van Boekel et al. (2017) и утверждают, что эти особенности являются продуктом снижения поверхностной плотности газа, а не химическим эффектом. Наши результаты обсуждаются более подробно, в том числе их сила в качестве дополнительных исследований для будущих наблюдений с высоким разрешением, в Разделе 5. Резюме следует в Разделе 6.

2.1. Обработка данных

Наблюдения нацелены на CO на частоте 230,538 ГГц, CN на частоте 226,875 ГГц и CS на частоте 244,936 ГГц и первоначально были представлены в Teague et al. (2016). Однако мы даем здесь краткое описание данных и сосредотачиваемся только на эмиссии CS.

Наблюдения цикла 2 ALMA, проект 2013.1.00387.S, были выполнены 13 мая 2015 г. Данные были откалиброваны с помощью стандартного скрипта калибровки ALMA в программном пакете CASA. ⁷ Абсолютная калибровка потока была оценена с использованием Ганимеда.Полученный поток для нашего амплитудно-фазового калибратора J1037-2934 составил 0,72 Ян на частоте 228 ГГц во время наблюдений со спектральным индексом, в то время как архив потоков ALMA показал поток 0,72 ± 0,05 Ян в период с 14 по 25 апреля. Таким образом, мы оцениваем погрешность калибровки около 7%.

На рис. 1 показан нулевой момент излучения линии CS за вычетом континуума на панели (а). При рассмотрении шума не наблюдается значительной азимутальной структуры. Интегральный поток линии составлял 1.24 Янв пучок ⁻¹ км с ⁻¹ , рассчитано из прямоугольника с центром в источнике. Панель (b) показывает ту же карту моментов, но с примененным масштабированием r ² , чтобы выделить внешние области диска. Это масштабирование применяется к данным рассеянного света, чтобы учесть падение звездного потока в заданном радиальном положении; однако для излучения молекулярных линий, как здесь, это физически не мотивировано и применяется исключительно для выделения внешних областей диска.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Загрузить рисунок:

Поскольку азимутальная структура не видна на картах нулевого момента и не предлагается в предыдущих наблюдениях, эти данные были усреднены по азимуту с учетом наклона 7 ° (Qi et al. 2004) и позиционного угла 240 ° (Teague et al. 2016). для получения радиального профиля интенсивности, показанного на Рисунке 2. Сплошная линия показывает профиль нулевого момента, а пунктирная линия показывает масштабирование r ² (панели (a) и (b) из Рисунка 1, соответственно) .Серая штриховка вокруг линий демонстрирует шум 1 σ на изображении. При этом не учитывается оценочная погрешность калибровки потока в 7%, которая была бы глобальным изменением масштаба профиля.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 2. (a) Радиальный профиль эмиссии CS из Рисунка 1 (a). Аннотированы потенциальные места падения и улучшения. Полнота луча показана в правом верхнем углу.(б) Вторая производная радиального профиля, выделяющая особенности. Серые области показывают стандартное отклонение каждого азимутального интервала.

Загрузить рисунок:

2.2. Радиальные элементы

Пик излучения смещен от центра на. В пределах этого радиуса континуальное излучение преобладает над более слабым излучением CS; таким образом, вычитание континуума может повлиять на предполагаемые внутренние радиусы CS. В остальном излучение падает и регистрируется до (Teague et al.2016), что сопоставимо с CO и рассеянным светом (Andrews et al. 2012; Debes et al. 2013).

Интегрированный профиль интенсивности излучения показывает колебательные элементы за пределами 15, как показано на рисунке 2. Присутствуют две особенности, внутренняя и внешняя, каждая из которых состоит из «провала» и «выпуклости» в зависимости от знака вторая производная, как показано на рисунке 2 (б). Поскольку нет базовой линии, с которой можно было бы проводить сравнение, эти особенности можно рассматривать как провалы в излучении на 16 и 26, улучшения на 22 и 32 или их комбинацию.

Поскольку миллиметровый континуум имеет резкое усечение на ~ 60 а.е. (Hogerheijde et al. 2016), сравнение с субструктурами, наблюдаемыми Andrews et al. (2016) невозможно. Однако излучение рассеянного света простирается до ~ 220 а.е., что делает сравнение лучше (Акияма и др., 2015; Рапсон и др., 2015; ван Бокель и др., 2017). Наиболее заметная особенность, «Dip I», при 16 или 95 а.е., если принять расстояние d = 59 пк (Gaia Collaboration et al. 2016), ⁸ совпадает по местоположению и кажущейся глубине с падением в излучении рассеянного света, ранее наблюдавшимся с помощью NICMOS на космическом телескопе Hubble Space Telescope (Debes et al.2013) и позже подтверждены наземными наблюдениями. Такое сходство наводит на мысль об общем происхождении этих двух характеристик, сценарий, который более подробно рассматривается в Разделе 3.

Альтернативный сценарий состоит в том, что эти особенности являются улучшением выбросов. Аналогичное внешнее усиление молекулярной эмиссии наблюдалось на нескольких дисках, например, во вторичном кольце DCO ⁺ в IM Lup (Öberg et al.2015) и в изотопологах CO в AS 209 и во внутренней области TW Hya (Huang и другие.2016; Schwarz et al. 2016). Все эти работы вызывали вторичный фронт десорбции, фото или термический, который высвобождает летучие из льдов, что приводит к локальному увеличению выбросов. Однако эти сценарии требуют изменения местных свойств зерна, чтобы изменить либо проникновение УФ-излучения, либо термическую структуру (Cleeves, 2016). Это предварительное условие выполняется для всех трех случаев, когда усиление обнаруживается около края миллиметрового континуума, прокси для края миллиметровых зерен.Для двух описанных здесь улучшений, «Bump I» и «Bump II», край миллиметровых зерен находится слишком далеко внутрь, чтобы быть причиной. Однако «выступ II» находится очень близко к внешнему краю диска, и это может быть связано с усиленной десорбцией. Этот сценарий более подробно обсуждается в разделе 5.

Поскольку много работы было проделано на фронтах вторичной десорбции, в этой статье мы сосредоточимся на возможности особенности, вызванной возмущением поверхностной плотности, как это используется в моделях рассеянного света. наблюдения.

Обычно используемый механизм для учета провалов в излучении рассеянного света — это возмущение общей поверхностной плотности, метод, используемый как Debes et al. (2013) и van Boekel et al. (2017) для моделирования излучения рассеянного света TW Hya. В этом разделе мы исследуем, используя модель, представляющую TW Hya, влияние такого возмущения поверхностной плотности на молекулярное излучение CS.

Поскольку молекулярная эмиссия является продуктом эффектов возбуждения и содержания, важно выполнять самосогласованное моделирование, принимая во внимание влияние возмущений поверхностной плотности на физическую структуру и, как следствие, изменение содержания химических веществ.Для этого мы используем усовершенствованную термохимическую модель в сочетании с химическим моделированием и переносом излучения без ЛТР, чтобы продемонстрировать влияние возмущения поверхностной плотности на радиальные профили молекулярного излучения и провести различие между сценариями.

3.1. Физическая структура

В качестве основы мы берем модель TW Hya Горти и др. (2011) в качестве реперной модели. Невозмущенная поверхностная плотность равна

, где r — радиальное расстояние в а.е., что дает общую массу газа.Распределение получено путем подгонки различных спектров газа и пыли, наблюдаемых от субмиллиметрового диапазона к оптическим длинам волн. Модель была создана для воспроизведения интегральных интенсивностей, а не наблюдений с пространственным разрешением. Таким образом, хотя модель может не полностью воспроизводить наблюдения с пространственным разрешением, это модель с температурами и плотностями, ожидаемыми в TW Hya. Модель предполагает соотношение газа и пыли, равное 100, с гранулометрическим составом, подобным MRN, с максимальным и минимальным размером 1 мм и 0.09 μ м соответственно. Предполагаемое относительное содержание полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) на ядра водорода составляет 10 ^-9 . Модель без возмущения, Модель A, показана на рисунке 3, где плотность газа, температура газа и температура пыли показаны на панелях слева направо. Полная масса невозмущенной модели составляет 0,05 M _☉ , что согласуется с массами, полученными из измерений HD (Бергин и др., 2013).

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 3. (a) Плотность газа, (b) температура и (c) температура пыли для реперной модели, Модель A.

Загрузить рисунок:

Поверхностная плотность затем возмущается гауссовой впадиной, характеризующейся центром d ₀ , шириной и глубиной d , так что результирующая поверхностная плотность определяется как

Мы рассматриваем три возмущения поверхностной плотности: Модель B , возмущение общей поверхностной плотности, как в Debes et al.(2013), d = 0,3« и Модель C, внешнее возмущение от van Boekel et al. (2017), d = 0,55, и и Модель D, полностью истощенный зазор, d = 1, и. Ширина была выбрана так, чтобы каждая возмущенная модель имела одинаковое количество удаленной массы по сравнению с невозмущенной моделью A: (). Этот критерий ширины зазора восстанавливает наиболее подходящую ширину, найденную для обеих моделей B и C (Debes et al. 2013; van Boekel et al. 2017).

Учитывая, что уменьшение излучения в рассеянном свете могло быть связано с локальным истощением мелких частиц, мы рассматриваем дополнительный набор моделей, в которых возмущение применяется только к поверхностной плотности пыли.Это приводит к возмущенным областям, имеющим повышенное соотношение газа и пыли по сравнению с контрольным значением 100: 1. С помощью этих моделей можно исследовать чувствительность молекулярного излучения к локальной доступной поверхности зерна.

3.2. Химия

При заданной поверхностной плотности от 3,9 до 200 ат. Ед. (Наблюдается, что TW Hya имеет материал размером всего 1 ат. Ед .; однако это не будет способствовать излучению низкоэнергетических молекулярных линий, о котором мы говорим здесь), физическая структура диска 1 + 1D была решена для самосогласованного включения процессов нагрева и охлаждения в соответствии с Gorti et al.(2011). Температуры газа и пыли обрабатываются независимо, что позволяет температурам газа в верхних, наиболее облучаемых областях диска сильно отклоняться от температуры пыли. Излучение звезды было настроено с учетом центральной массы звезды, радиуса и эффективной температуры 4200 К. Это включает полную светимость в дальнем УФ (FUV) 3 × 10 ³¹ эрг с ⁻¹ и рентгеновский спектр, покрывающий 0,1–10 кэВ, и полная рентгеновская светимость эрг с ^–1 .Предполагается, что скорость аккреции составляет ^-1 лет, что ограничено данными рентгеновских и УФ-наблюдений (например, Brickhouse et al. 2012).

Полученные физические структуры были использованы в качестве основы для химического моделирования с кодом 1 + 1D ALCHEMIC (Семенов и др., 2010), используя полную сеть газовых зерен с фракционированием дейтерия, включая до трех дейтерированных частиц (Albertsson et al. al. 2014), и предполагая, что аморфные зерна оливина одинакового размера с радиусом. Такой выбор размера зерен приводит к тому, что поверхность зерен на ячейку эквивалентна размеру ансамбля, используемого при физическом моделировании.

В химической модели рентгеновские и ультрафиолетовые фотоны и частицы космических лучей (CRP) являются источниками ионизирующего излучения. Стандартная скорость ионизации CRP, равная ^-1 с, принята для всего диска. Проникновение FUV вычисляется в приближении 1 + 1D, как в Semenov & Wiebe (2011), с использованием визуального поглощения в направлении к центральной звезде для звездного компонента FUV и визуального поглощения в вертикальном направлении для межзвездного (IS). Компонент FUV.Для расчета визуального поглощения мы использовали следующее приблизительное масштабное соотношение:

, где a _d — это радиус зерна в мкм, м и отношение массы пыли к газу. Неослабленная звездная FUV-интенсивность при 100 а.е. равна, как выражено в единицах поля FUV Дрейна (1978). Неослабленная межзвездная интенсивность FUV. Затем поток FUV в данном месте на диске можно приблизительно рассчитать как

. Для вычисления скорости ионизации рентгеновского излучения мы использовали параметризацию Bai & Goodman (2009), как представлено в уравнении (37) из Armitage (2015). для средней энергии рентгеновских фотонов 3 кэВ.

Использовался «низкометаллический», в основном атомарный набор начальных содержаний (Ли и др., 1998; Семенов и др., 2010). В таблице 1 приведена относительная численность исходного вида.

Таблица 1. Исходное химическое содержание

Примечание.

Скачать таблицу как: ASCIITypeset image

Химия моделировалась за 1 млн. Лет без учета динамики и эволюции диска, что является подходящим допущением для таких химически простых, быстро эволюционирующих видов, как CO, CN и CS (Semenov & Wiebe 2011).

3.3. Перенос излучения

Эти химические содержания затем были использованы для моделирования нелокального теплового равновесия (не-ЛТР) трехмерного переноса излучения с использованием LIME (Brinch & Hogerheijde 2010). При моделировании мы приняли компонент турбулентного расширения, где c _s — местная скорость звука (Тиг и др., 2016). Частоты столкновений для CS были взяты из Lique et al. (2010), хранится в базе данных LAMDA. ⁹

Последним шагом было сравнение с наблюдением.Задача simobserve в CASA использовалась для моделирования наблюдений с использованием той же конфигурации массива, чтобы учесть выборку uv и пространственное разрешение.

4.1. Физическая структура

Понижение поверхностной плотности приведет к изменению вертикальной структуры диска, изменяя количество падающего излучения и, следовательно, температуру и плотность области, влияя на химическую эволюцию. На рисунке 4 сравниваются различные структуры и для семи моделей вокруг центра возмущения.Поскольку остается в основном неизменным, со средним отклонением от модели A в 2% для, мы не наносим эти цифры. Полный набор графиков физической структуры можно найти в Приложении на рисунках 10–16.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 4. Сравнение (вверху) и (внизу) структур для семи моделей по расположению зазора, 80 ± 30 а.е. Физическая структура за пределами этой радиальной области сопоставима для всех семи молекул.Структура температуры пыли неразличима между моделями и поэтому не показана.

Загрузить рисунок:

Мелкое ( d = 0,3) возмущение в моделях B и Bd не вносит существенных изменений в физические структуры по сравнению с физической структурой стандартного диска, модель A. Небольшое уменьшение поверхностной плотности по провалу не влияет на структура температуры диска, в то время как изменения плотности газа по провалу слишком слабы, чтобы быть видимыми в верхнем ряду рисунка 4.

Из-за немного более глубокого возмущения в модели C, масштабная высота диска уменьшается, что приводит к менее вытянутому по вертикали диску. Из-за истощения более мелких зерен газ не может охлаждаться так же эффективно в модели Cd по сравнению с моделью C, что приводит к немного более теплой области со средним повышением температуры K в центре возмущения, 80 ат. Е. Для.

Эффекты полностью истощенной области в моделях D и Dd гораздо более заметны, как показано в последних двух столбцах рисунка 4.Для модели D уменьшение поверхностной плотности снижает масштабную высоту диска, что приводит к сильно облученной внешней поверхности. Это усиливает процессы, вызванные УФ-излучением, такие как накачка H ₂ и фотоэлектрический нагрев и нагрев ПАУ, что приводит к локальному повышению температуры. В обедненной пылью области в модели Dd столкновительное охлаждение становится менее эффективным, и газ становится локально более горячим, чем в невозмущенной модели A. Это приводит к резкому скачку температуры газа, а также к локальному увеличению высоты газовой шкалы.

4.2. Химическая структура

В этом разделе мы ограничимся обсуждением плотности столбцов для CS. Более обширное исследование всего химического инвентаря оставлено для будущей работы. На рисунке 5 показаны столбцы плотности CS для семи рассмотренных моделей.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 5. Плотности столбцов CS из модели A серым цветом по сравнению с таковыми из возмущенных моделей.Красные линии относятся к моделям с возмущением общей поверхностной плотности; синие линии показывают возмущение как раз в поверхностной плотности пыли. Модели B, C и D представлены на панелях (a), (b) и (c) соответственно.

Загрузить рисунок:

В используемой химической сети CS эффективно образуется за счет рекомбинации HCS ⁺ или HOCS ⁺ при более высоких температурах, K, с H ₂ . Он в первую очередь обедняется из газовой фазы за счет вымораживания на поверхности зерен.Прогнозируемая плотность столба для нашей невозмущенной модели A при r = 100 ат. наблюдения за тарелкой (Кастнер и др., 2014).

Модели B и Bd мало отличаются от реперной модели, что является ожидаемым результатом, учитывая отсутствие изменений в физической структуре. Это демонстрирует, что изменений объемной плотности порядка 30% недостаточно, чтобы повлиять на химию CS.Напротив, модель C демонстрирует явное истощение в N (CS) по сравнению с моделью A. С уменьшенной плотностью пыли диска в моделях C и Cd более резкое звездное УФ-излучение доминирует немного глубже в диск, сокращая вертикаль протяженность молекулярного слоя CS, что приводит к более узкому молекулярному слою CS.

Улучшение модели Cd по сравнению с моделью C связано с отсутствием поверхности зерна на вымерзании в области с повышенным соотношением газа и пыли. Эта пониженная эффективность истощения более отчетливо видна в модели Dd, которая показывает всплеск N (CS), где нет зерен, доступных для замораживания, что резко контрастирует с тем, что наблюдается в TW Hya.Кроме того, полностью обедненная область газа приводит к отсутствию молекулярного газа, как показано в Модели D с большим зазором в N (CS). Такие экстремальные изменения плотности колонки должны быть легко обнаружены в профилях выбросов.

4.3. Molecular Emission

На рис. 6 показаны радиальные профили интенсивности CS после вычитания континуума для всех семи моделей. В левом столбце показан радиальный профиль непосредственно из LIME, а в правом столбце показан радиальный профиль для смоделированных наблюдений.Сплошные линии представляют модели с постоянным соотношением газа и пыли, пунктирные линии — для моделей с возмущениями поверхностной плотности пыли, а заштрихованные области показывают азимутальную дисперсию радиального бина. Для модели LIME шум является внутренним шумом Монте-Карло от случайной сетки в LIME.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 6. Нормализованные радиальные профили CS за вычетом континуума для семи моделей (цветные линии) по сравнению с TW Hya (черная линия).Модели были обработаны с помощью задачи simobserve в CASA для соответствия условиям наблюдений. Используется нормализованный профиль, поскольку это моделирование направлено только на воспроизведение радиальной морфологии профиля излучения, а не на абсолютную интенсивность.

Загрузить рисунок:

Интенсивности во внутреннем диске примерно в 2 раза меньше по сравнению с наблюдениями, хотя они более сопоставимы для внешнего () диска.В этой работе мы сосредотачиваемся на отклонении между моделями, а не на прямой подгонке диска TW Hya, и обсуждаем применимость модели к TW Hya в Разделе 5.

Как и ожидалось из плотностей столбцов, Модели B и Bd не обнаруживают явного отклонения от невозмущенной модели A, что дополнительно демонстрирует, что неглубокий угол падения не может одновременно объяснить морфологию излучения CS и наблюдения NICMOS, проведенные Debes et al. (2013). И наоборот, модели D и Dd дают четкие особенности, которые можно было бы легко распознать в наблюдениях, если бы возмущение поверхностной плотности было настолько значительным.

Модели C и Cd демонстрируют явный дефицит выбросов по сравнению с моделью A из-за пониженной плотности колонки, описанной в предыдущем разделе. Оба профиля эмиссии здесь показывают морфологию, более сопоставимую с наблюдениями, чем другие модели. Это более четко видно на Рисунке 7, где сравниваются нормализованные радиальные профили с данными наблюдений. Панель (a) показывает модели LIME, а панель (b) показывает смоделированные наблюдения. Модель C явно имеет радиальную морфологию, сравнимую с наблюдениями, в то время как модель Cd не имеет депрессии на 16.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 7. Сравнение второй производной нормализованных профилей радиальной интенсивности CC для семи моделей (цветные линии) с наблюдениями (черная линия). Это демонстрирует, что Модель C дает наиболее согласованную радиальную морфологию с наблюдениями.

Загрузить рисунок:

Эти смоделированные наблюдения демонстрируют, что возмущение поверхностной плотности, используемое van Boekel et al.(2017) способны производить радиальную морфологию излучения CS, аналогичную наблюдаемой в TW Hya. Кроме того, более мелкие возмущения, использованные в Debes et al. (2013) было недостаточно, чтобы внести заметные изменения в реперную модель, и полностью исчерпанный пробел привел бы к появлению особенностей, которые гораздо более заметны в наблюдениях.

В предыдущем разделе мы продемонстрировали, что возмущение поверхностной плотности, которое, как было обнаружено, хорошо моделирует профиль рассеянного света TW Hya, также создает аналогичную особенность в эмиссии CS, которая наблюдалась в TW Hya.В следующем разделе мы сначала обсудим применимость результатов к TW Hya, прежде чем обсуждать другие возможные механизмы для создания наблюдаемых нами колебательных характеристик.

5.1. Применимость к TW Hya

Очевидно, что эти модели не полностью восстанавливают профили наблюдений TW Hya: линия CS имеет пиковый поток 34,5 мЯн, луч ⁻¹ км с ⁻¹ при радиальном смещении 058, в то время как реперный Модель A имеет пиковый поток 26,7 мЯн, пучок ⁻¹ км с ⁻¹ при 101.Хотя итеративное моделирование не было целью данной работы, важно понять, что может вызвать расхождение, учитывая реперную модель, подобную «TW Hya», и повлияет ли это на выводы.

Для проверки того, что физические и химические модели производят сравнимые плотности потока с TW Hya, моделирование переноса излучения было выполнено для ¹² CO, ¹³ CO и C ¹⁸ O в модели A. Количества изотопологов были масштабированы. предполагая, что согласуется с межзвездной средой (Wilson & Rood, 1994), и, что было обнаружено для TW Hya (Schwarz et al.2016). Плотности потока были рассчитаны для линий CO, ¹³ CO, 6-5 и C ¹⁸ O, 6-5, которые все согласуются в пределах 10% от наблюдаемых значений (K. Schwarz 2017, частное сообщение). Это дает уверенность в том, что используемая модель дает реалистичное содержание целевых молекул, несмотря на неточное моделирование TW Hya.

Отметим, что хотя моделируемые линии изотопологов CO дают сравнимую плотность потока, все они не могут соответствовать наблюдаемому радиальному профилю таким же образом: излучение во внешнем диске (а.е.) производится с избытком, а во внутреннем диске — с недостаточным. .Вероятно, это связано с тем, что реперная модель была сделана для соответствия интегральным интенсивностям, а не наблюдениям с пространственным разрешением, так что точные радиальные профили температуры и плотности не совпадают. Тем не менее, моделирование в Разделе 3 демонстрирует, что путем возмущения в остальном гладкого профиля поверхностной плотности могут быть получены особенности в профиле эмиссии CS, сравнимые по морфологии с теми, которые наблюдаются в TW Hya.

5.2. Внешнее улучшение в CS

Наблюдения также отображают особенность дальше по диску между 25 и 35, «Dip II» и «Bump II».«Эта особенность воспроизводится во всех моделях в различной степени, как показано на Рисунке 7. Учитывая, что все модели воспроизводят эту особенность, она, вероятно, является неотъемлемой частью настройки моделей и объясняется экспоненциальной границей используемого профиля поверхностной плотности ( Уравнение (1)). Поскольку поверхностная плотность резко падает за пределы 100 а.е., УФ-излучение способно проникать глубже в диск, увеличивая скорость десорбции летучих веществ.

На рисунке 8 показан локальный УФ-поток для модели A с молекулой CS. слой, определенный как ячейки, которые вносят 1% или более в плотность столбца CS на этом радиусе, наложенный.Хотя молекулярный слой отслеживает более низкий УФ-поток во внешнем диске, средневзвешенный УФ-поток по числовой плотности увеличивается в радиальном направлении от 140 а.е. для всех моделей. Это относительное усиление УФ-потока увеличивает интенсивность фотообработки, что влияет на содержание CS.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 8. Локальный УФ-поток в модели A в жилых помещениях. Заштрихованная область показывает молекулярный слой CS, определяемый как клетки, которые вносят 1% или более в общую плотность колонки.Белые пунктирные контуры показывают в см ⁻³ .

Загрузить рисунок:

Хотя фотодесорбция CS может напрямую увеличить количество CS, возможны и другие пути. Повышенная интенсивность УФ-излучения может привести к более высокой скорости диссоциации CO, высвобождая больше C, с которым образуются легкие углеводороды, в дополнение к освобождению элементарной S от других более сложных частиц. Кроме того, более высокие скорости ионизации из-за повышенной интенсивности FUV могут ионизировать S с образованием S ⁺ , что приводит к гораздо более эффективному образованию CS.

В то время как для химических моделей мы можем выделить повышенную интенсивность УФ-излучения как причину, потенциально приводящую к фронту фотодесорбции, аналогичный механизм, предложенный Öberg et al. (2015), мы не можем сделать такого заявления для TW Hya. Внешнее улучшение в равной степени может быть связано с увеличением фронта термодесорбции (например, Cleeves, 2016). Чтобы лучше понять эту особенность, требуется гораздо лучшая характеристика внешнего диска. Этого можно достичь с помощью гораздо более чувствительных наблюдений за более сложными видами, чем изотопологи CO, которые простираются только до ~ 90 ат. Ед. (Schwarz et al.2016).

5.3. Embedded Planet

Привлекательным и часто используемым механизмом для объяснения возмущений поверхностной плотности является вырезанный на планете промежуток (Lin & Papaloizou 1986). Crida et al. (2006) показывают, что глубину и ширину депрессии поверхностной плотности можно использовать для ограничения массы погруженных планет. Debes et al. (2013) использовали это соотношение с их возмущенной поверхностной плотностью для оценки погруженной планетарной массы от 6 до 28 M _⊕ .

Для частично заполненного случая, как было предложено нашим моделированием, Даффелл (2015) выводит аналитическое выражение для массы планеты,

, где α — параметр вязкости (Шакура и Сюняев 1973), d — это глубина, как в уравнении (2), (безразмерный параметр), и — число Маха. Принимая глубину возмущения из модели C, d = 0,45, что согласуется с глубиной, найденной van Boekel et al. (2017), и –10 ^–3 , значения, подходящие для TW Hya (Teague et al.2016), мы находим, используя уравнение (5), потенциальную массу планеты 12–38 M _⊕ .

Более точная оценка могла бы быть сделана с более точно определенной глубиной, d , требующей, чтобы особенность падения наблюдалась у нескольких молекулярных частиц, одинаково чувствительных к изменениям локальной плотности и ограничениям на локальное значение α . Кроме того, наблюдения HCN и его изотопологов с высоким разрешением были предложены в качестве химических индикаторов такой встроенной планеты (Cleeves et al.2015a), что позволяет прямо указать на разрыв, открытый планетой.

5.4. Дисковые неустойчивости

Чистые гидродинамические или магнитогидродинамические неустойчивости также могут создавать значительные возмущения в структуре плотности газа (см. Обзор Turner et al. 2014). Эти нестабильности можно в общих чертах разделить на два типа: те, которые создают азимутально-симметричные элементы, и те, которые создают различные азимутальные структуры.

Молекулярная эмиссия TW Hya, в дополнение к наблюдениям в миллиметровом континууме и рассеянном свете, не показывает сильной азимутальной дисперсии (Debes et al.2013; Qi et al. 2013; Akiyama et al. 2015; Кастнер и др. 2015; Rapson et al. 2015; Эндрюс и др. 2016; Nomura et al. 2016; Schwarz et al. 2016; Цукагоши и др. 2016; van Boekel et al. 2017). Таким образом, нестабильности, которые обычно создают вихри, спиральные рукава или азимутально асимметричные промежутки, вероятно, не присутствуют при ~ 90 а.е. в TW Hya. К ним относятся бароклинная нестабильность (Klahr & Bodenheimer 2003; Cossins et al. 2010; Douglas et al. 2013; Takahashi et al. 2016), нестабильность вертикального сдвига (Nelson et al.2013; Stoll & Kley 2014; Ричард и др. 2016), нестабильность зомби-вихрей (Маркус и др., 2015) и нестабильность волн Россби (Лавлейс и др., 1999; Варньер и Таггер, 2006; Лира и др., 2015).

Более перспективным кандидатом является МРТ (Balbus & Hawley 1990). Flock et al. (2015) смоделировали типовой диск Т Тельца, предполагая, что отношение газа к пыли составляет 100, в результате чего образовалась депрессия поверхностной плотности за пределами мертвой зоны с глубиной. Изменение структуры плотности и числа Эльзассера над этой границей формирует осесимметричные зональные потоки, высекающие разрыв.Измерение радиальной протяженности мертвой зоны (или подтверждение ее наличия) могло бы стать отличным испытанием этой нестабильности; однако предыдущий анализ структур ионизации и турбулентных скоростей еще не выявил края (Кливз и др., 2015b; Тиг и др., 2016). Кроме того, Flock et al. (2015) отмечают, что на смоделированных изображениях в рассеянном свете не наблюдается никакой структуры, в отличие от TW Hya.

5.5. Grain Evolution

На основе наблюдаемых колец в рассеянном свете Birnstiel et al.(2015) продемонстрировали, что эволюция зерен естественным образом приводит к образованию области с дефицитом зерен микронного размера без необходимости использования возмущенной поверхностной плотности. Это происходит из-за отсутствия пополнения зерен микронного размера из-за медленных масштабов роста и дрейфа в этой области. Такой дефицит зерен микронного размера проявляется в виде провала в излучении рассеянного света, но не в тепловом миллиметровом континууме из-за отсутствия поверхности зерна для отражения света.

Такая особенность будет иметь значение для молекулярного содержания; однако подробное химическое моделирование такого механизма, требующего переноса замороженных летучих веществ, выходит за рамки данной работы.Моделирование недавних наблюдений C ₂ H и C ₃ H ₂ в TW Hya (Бергин и др., 2016) показало, что обработка эволюции зерна может привести к значительным изменениям в местной численности летучих видов и, следовательно, важное направление будущих исследований.

5.6. Molecular Tracers

Несмотря на большой архив наблюдений молекулярных линий в TW Hya, радиальная особенность пока наблюдалась только в CS. Наблюдения N ₂ H ⁺ не выдают структуры внешнего диска (Qi et al.2013). Тем не менее, резкое внутреннее отверстие использовалось в качестве прокси снежной линии CO в точке, которая была приписана как причина внутренней депрессии ¹³ CO и C ¹⁸ O, наблюдаемой Schwarz et al. (2016), а также Nomura et al. (2016). Эмиссия изотополога CO также увеличилась при температуре вторичного фронта термодесорбции (Cleeves, 2016). Это говорит о том, что усиление CS за счет вторичного фронта десорбции является маловероятным сценарием из-за большого расстояния от любого четкого перехода в свойствах зерна.

Кастнер и др. (2015) наблюдали эмиссию C ₂ H в кольце между 45 и 120 а.е. с помощью субмиллиметрового массива, утверждая, что наблюдаемые интенсивности линий и радиальное положение предполагают вертикальную сегрегацию размеров зерен и значительную переработку пылинок. Бергин и др. (2016) далее утверждали с наблюдениями C ₂ H и C ₃ H ₂ , что углеводородные кольца требуют локального увеличения отношения C / O, что может быть достигнуто за счет седиментации и радиального дрейфа зерен, богатых примесью летучие льды.Хотя эти наблюдения не наводят на мысль о возмущении поверхностной плотности, они указывают на то, что химическое содержание и эволюция зерен тесно связаны и должны рассматриваться вместе.

Моделирование, выполненное в разделе 3, показало, что молекулярные линии, такие как N ₂ H ⁺ , H ₂ CO, HCN и HNC, все чувствительны к небольшим изменениям объемной плотности, как здесь упоминается. Полное рассмотрение переноса излучения для этих молекул оставлено для будущих работ; однако очевидно, что более широкий набор молекулярных индикаторов обеспечит беспрецедентные ограничения на физическую структуру внешнего диска.

5.7. Глубина возмущения

Лучшее различение между физическими механизмами может быть сделано с более тщательной характеристикой физических условий в области зазора. Как обсуждалось выше, это может быть достигнуто путем наблюдений за излучением молекулярных линий. Однако возможности отслеживания в эмиссии молекулярных линий, а не в непрерывном или рассеянном свете всегда будут ограничены достижимым пространственным разрешением. Чтобы понять, насколько эффективны большие лучи для маскировки таких радиальных особенностей, моделируемые наблюдения Модели D были произведены с использованием диапазона размеров луча, и 1 дюйм, как показано на Рисунке 9.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 9. Профили радиальной интенсивности для CS модели D при различных размерах пучка. Все модели имеют одинаковую интегральную интенсивность. Включено произвольное смещение, чтобы упростить сравнение между профилями.

Загрузить рисунок:

Это демонстрирует, что элемент может быть обнаружен только при визуальном осмотре для размеров луча сопоставимого размера или меньше размера элемента.Таким образом, с интервалом на полувысоте 59 пк, только наблюдения с пространственным разрешением могли бы обнаружить эту особенность, в то время как частично истощенный промежуток, такой как Модель C, необходимо было бы наблюдать с еще более высоким разрешением, чтобы обнаружить эту особенность. . Таким образом, важно не только наблюдать ряд молекулярных частиц, но также необходимы наблюдения с высоким разрешением, чтобы выявить особенности, которые могут быть скрыты с помощью пучка большого размера.

Мы сообщали о наблюдениях излучения CS от диска TW Hya, который демонстрирует колебательные особенности за пределами 15 (а.е.).В точке 16 наблюдается наклонная деталь, сравнимая по морфологии и положению с особенностью, наблюдаемой в наблюдениях рассеянного света полной интенсивности NICMOS (Дебес и др., 2013) и поляризованной интенсивности SPHERE (ван Бекель и др., 2017).

Посредством самосогласованного термохимического моделирования и обширного моделирования химического и радиационного переноса мы продемонстрировали, что снижение поверхностной плотности приводит к сопоставимой морфологии радиального профиля, наблюдаемого в CS в этом месте. Возмущение поверхностной плотности с глубиной 55% относительно реперной модели, используемой van Boekel et al.(2017) для моделирования наблюдений TW Hya на СФЕРЕ, дает наилучшее соответствие морфологии радиального профиля. Менее серьезное возмущение 30%, используемое Debes et al. (2013) для моделирования наблюдений NICMOS было недостаточно, чтобы сильно изменить физическую и химическую структуру диска, в то время как полностью истощенная область давала слишком глубокие детали. Было показано, что модели с возмущением, применяемым только к поверхностной плотности пыли, таким образом увеличивая локальное отношение газа к пыли, препятствуют вымораживанию CS, что приводит к усилению излучения CS, что явно контрастирует с наблюдениями.

Кроме того, эти модели, использующие экспоненциальный край профиля поверхностной плотности, естественным образом воспроизводят внешнее усиление на. Из-за более низкой плотности внешнего диска межзвездное УФ-излучение может проникать глубже в диск. Это может увеличить изобилие CS либо за счет усиленной десорбции CS, либо за счет разблокирования большего количества C и S от более сложных видов с образованием CS.

Эти модели демонстрируют, что как физические, так и химические эффекты могут работать в тандеме, создавая наблюдаемые особенности в профилях молекулярной эмиссии.Только лучше охарактеризовав физическую структуру протопланетного диска, мы можем начать точное моделирование физических и химических процессов. Этого можно достичь, используя ряд молекулярных индикаторов, наблюдаемых с помощью ALMA, и комбинируя эти данные со вспомогательными данными, включая изображения рассеянного света и континуума.

Мы благодарны анонимному рецензенту, комментарии которого значительно улучшили качество этой рукописи. R.T. является членом Международной школы астрономии и космической физики Макса Планка при Гейдельбергском университете, Германия.Т. благодарит DFG за поддержку в рамках SPP 1833 «Строительство пригодной для жизни земли» (KL 1469 / 13-1). D.S. благодарит Гейдельбергский институт теоретических исследований за поддержку проекта «Модели химической кинетики и инструменты визуализации: соединяя биологию и астрономию». В этом исследовании использовалась система астрофизических данных НАСА. В этом документе используются следующие данные ALMA: ADS / JAO.ALMA # 2013.1.00387.S. ALMA — это партнерство ESO (представляющего страны-члены), NSF (США) и NINS (Япония) вместе с NRC (Канада), NSC и ASIAA (Тайвань) и KASI (Республика Корея) в сотрудничестве с Республика Чили.Объединенная обсерватория ALMA находится в ведении ESO, AUI / NRAO и NAOJ. Работа поддержана Национальными программами PCMI и PNPS INSU-CNRS. У.Г. благодарит за поддержку награды NASA ADAP NNX14AR91G. Ресурсы, поддерживающие эту работу, были предоставлены программой NASA High-End Computing через Подразделение NASA Advanced Supercomputing в Исследовательском центре Эймса.

На рисунках 10–16 мы отображаем физические структуры моделей, используемых в этой работе: модели A, B, Bd, C, Cd, D и Dd соответственно.На всех рисунках левая панель показывает плотность газа, центральная панель показывает температуру газа, а правая панель показывает температуру пыли. Эти физические модели использовались в качестве основы для химического моделирования и моделей переноса излучения.

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рис. 10. (a) Плотность газа, (b) температура и (c) температура пыли для реперной модели, Модель A.

Загрузить рисунок:

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 11. (a) Плотность газа, (b) температура и (c) температура пыли для модели B.

Загрузить рисунок:

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 12. (a) плотность газа, (b) температура и (c) температура пыли для модели Bd.

Загрузить рисунок:

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 13. (a) Плотность газа, (b) температура и (c) температура пыли для модели C.

Загрузить рисунок:

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 14. (а) плотность газа, (б) температура и (в) температура пыли для модели Cd.

Загрузить рисунок:

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 15. (a) Плотность газа, (b) температура и (c) температура пыли для модели D.

Загрузить рисунок:

Увеличить Уменьшить Сбросить размер изображения

Рисунок 16. (a) плотность газа, (b) температура и (c) температура пыли для модели Dd.

Загрузить рисунок:

Разработка новых функционалов плотности SRP, включая нелокальную корреляцию vdW-DF2 для h3 + Cu (111) и их переносимость на h3 + Ag (111), Au (111) и Pt (111)

Специфические функционалы плотности параметров реакции (SRP-DF), которые могут описывать эксперименты с диссоциативной хемосорбцией на молекулярном пучке водорода (H ₂ ) на холодных поверхностях переходных металлов с химической точностью до сих пор, как было показано, можно переносить только между различными аспектами один и тот же металл, но не среди разных металлов.Мы разрабатываем новые SRP-DF, которые включают нелокальную корреляцию vdW-DF2 для системы H ₂ + Cu (111), и оцениваем их переносимость на высокоактивированный H ₂ + Ag (111) и H ₂ + система Au (111) и неактивированная система H ₂ + Pt (111). Мы разработали наши функционалы для системы H ₂ + Cu (111), поскольку это наиболее изученная система как теоретически, так и экспериментально.Здесь мы демонстрируем, что SRP-DF, приспособленный для воспроизведения экспериментов по прилипанию молекулярного пучка для H ₂ + Cu (111) с химической точностью, также может описывать такие эксперименты для H ₂ + Pt (111) с химической точностью. , и наоборот . Были получены химически точные функционалы, которые очень хорошо работают по отношению к заявленным геометриям скважин Ван-дер-Ваальса и которые улучшают описание SRP-DF на основе приближения обобщенного градиента (GGA) металла по току.На основе систематического сравнения наших новых SRP-DF, которые включают нелокальную корреляцию с ранее разработанными SRP-DF, как для активированных, так и для неактивированных систем, мы определяем нелокальную корреляцию как ключевой ингредиент в создании переносимых SRP-DF. для H ₂ , взаимодействующих с переходными металлами. Наши результаты отлично согласуются с экспериментом, когда доступны точно измеренные наблюдаемые. Однако из нашего анализа ясно, что, за исключением системы H ₂ + Cu (111), существует потребность в более разнообразных и более точно описанных экспериментах для дальнейшего улучшения конструкции SRP- DFs.Кроме того, мы подтверждаем, что при включении нелокальной корреляции налипание H ₂ на Cu (111) все еще хорошо описывается квазиклассическим образом.

Эта статья в открытом доступе

Comments |0|