¿1 kg de material ligero contiene más partículas que 1 kg de material pesado?

Sí, más átomos por tendencia.

Esta no es una “ley de la física”, más bien una “regla de oro” de la ciencia de los materiales.

En aras de la discusión, partícula significa “átomos” y luz significa “menos denso pero compacto”.

A medida que aumenta el número atómico de elementos, el volumen de átomos no aumenta proporcionalmente. Como resultado, los materiales están hechos de átomos pesados ​​(números atómicos altos) como plomo, uranio, etc. tienen densidades más altas que los materiales hechos de átomos ligeros como todos los orgánicos.

Ahora para el calor específico más alto.

El contenido de calor de un material en aproximación de primer orden depende del número de “estados”, es decir, números de libertad de movimiento * partículas que pueden moverse libremente. Las libertades de movimiento son las dimensiones del espacio, pero también la rotación y la vibración. Por tendencia, el mayor número de átomos en materiales más ligeros domina el efecto. Nota: En un gas, la relación es bastante directa. En un sólido todo está en mal estado, por lo tanto solo “por tendencia”

No, es al revés, más nucleones, si somos sofistas.

En esta respuesta, partícula significa nucleones y electrones. De nuevo, los materiales más densos están hechos de átomos más pesados, que tienen una energía de unión más alta (negativa). Como tenemos que restar la energía de unión de la masa promedio de nuestro nucleón, tenemos partículas más livianas y, por lo tanto, más en un kg de material denso.

Pero los nucleones unidos en el átomo no pueden moverse libremente a la energía térmica (la temperatura que nos rodea), por lo que no contribuyen (notablemente) al calor específico en el rango de temperatura que pensamos aquí.

Piense en esto de la manera más simple posible.

Algunos materiales son más pesados ​​que otros.

Un átomo de aluminio es más ligero que un átomo de uranio porque el aluminio tiene menos protones (y electrones) que el uranio

Si tiene 1 kg de aluminio, tendrá más partículas para tener la misma masa que 1 kg de uranio.

Hay “cantidad para importar” y hay “número de partículas”. La cantidad de materias se mide en Kg, mientras que el número de partículas se mide con Mole. 1 mol de sustancia consiste en 6.0221409e + 23 moléculas. Entonces, cuando la masa es la misma, el número de partículas puede ser diferente.

Como respondió Alec Cawley, si considera los átomos, el plomo tiene menos átomos que el carbono. Sin embargo, a nivel nuclear, la densidad de un núcleo de carbono es igual a la densidad del núcleo de plomo (demostrado teóricamente). Ver los postulados de Bohr y el modelo de Rutherford para más aclaraciones. Además, el calor específico de un material también depende de las interacciones intermoleculares que se ven afectadas por más factores que simplemente el número de átomos contenidos en una masa dada.

Imagínelo como pelotas de tenis de mesa. Tienes un lote o bolas normales llenas de aire y un lote lleno de concreto. Por lo tanto, necesita más bolas vacías para hacer 1 kilogramo que las rellenas de hormigón.

Ahora imagine hacer vibrar todas las bolas, tiene muchas más bolas para moverse por las bolas vacías que las bolas de hormigón. Ese esfuerzo es análogo al calor específico.

Depende del nivel que defina “partícula”. Si utiliza el átomo como su definición, hay menos átomos en 1 kg de plomo (peso atómico alrededor de 207) que en 1 kg de, digamos, carbono (peso atómico alrededor de 12). Si baja y cuenta los nucleones (protones y neutrones), habrá aproximadamente el mismo número.