ความหนาแน่น: มันคืออะไร วิธีการคำนวณและตัวอย่าง

ความหนาแน่นเป็นปริมาณทางกายภาพที่วัดค่า ความเข้มข้นของสารในร่างกายในปริมาตรที่กำหนด given.

ได้มาจากอัตราส่วนระหว่างมวลกายและปริมาตร และวัดเป็นกิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร³ ในระบบหน่วยสากล (SI)

ความหนาแน่นของวัตถุแปรผกผันกับปริมาตร กล่าวคือ ยิ่งปริมาตรมาก ความหนาแน่นก็จะยิ่งต่ำลง สังเกตความสัมพันธ์นี้ในสูตรความหนาแน่น:

ความหนาแน่นเป็นคุณสมบัติที่กำหนดว่าร่างกายจะลอยหรือจมลงในของเหลว ถ้าวัสดุมีความหนาแน่นน้อยกว่าของเหลวก็จะลอย แต่ถ้ามีความหนาแน่นสูงกว่าของเหลวก็จะจมลง

วัสดุทั้งหมดที่พบในธรรมชาติมีความหนาแน่นที่สามารถวัดได้ ความหนาแน่นขึ้นอยู่กับ ประเภทของวัสดุ, ของ สภาพร่างกาย ที่ซึ่งเขาพบว่าตัวเองและเงื่อนไขของ อุณหภูมิ และ ความกดดันจากสิ่งแวดล้อม.

วิธีการคำนวณความหนาแน่น?

ในการคำนวณความหนาแน่นของสารหรือส่วนผสมของสาร ให้แบ่งมวลของร่างกายด้วยปริมาตรตามสูตร:

ที่ไหน:

d = ความหนาแน่นที่วัดได้ใน kg/m³, กรัม/ซม.³ หรือ g/ml
m = มวลที่วัดเป็นกก. หรือ g
v = ปริมาตรที่วัดเป็น m³, ซม.³ หรือ มล

สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าเมื่อปริมาตรของร่างกายเปลี่ยนแปลงภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความดันที่ต่างกัน ความหนาแน่นจะแตกต่างกันเมื่ออุณหภูมิและความดันเปลี่ยนแปลง

instagram story viewer

ตัวอย่างเช่น น้ำมีความหนาแน่นประมาณ 1 g/cm³ ในสภาวะแวดล้อม แต่เมื่อกลายเป็นน้ำแข็ง ความหนาแน่นจะลดลงเหลือ 0.92 g/cm³ - เป็นเพราะความแตกต่างของความหนาแน่นที่น้ำแข็งลอยอยู่บนน้ำ

ความหนาแน่น น้ำแข็งลอยอยู่บนน้ำเพราะความหนาแน่นในสถานะของแข็งต่ำกว่าในสถานะของเหลว

ตัวอย่างเชิงปฏิบัติของความหนาแน่น

เพื่อให้เข้าใจในทางปฏิบัติว่าความหนาแน่นคืออะไร ให้ลองนึกภาพภาชนะสองใบ อันหนึ่งมีตะกั่ว 1 กก. และอีกอันมีฝ้าย 1 กก. ทั้งสองมีมวลเท่ากันคือ 1 กิโล

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากฝ้ายมีน้ำหนักเบากว่าตะกั่วมาก จึงจำเป็นต้องใช้วัสดุนี้ในปริมาณมากเพื่อให้มวลของภาชนะทั้งสองเท่ากัน

ดังนั้นพื้นที่ที่ฝ้ายครอบครองจะมีขนาดใหญ่กว่าพื้นที่ที่ตะกั่ว ซึ่งหมายความว่าตะกั่วมีสสารเข้มข้นมากกว่ามาก ดังนั้นจึงมีความหนาแน่นสูงกว่าฝ้าย

มาดูตัวอย่างสถานการณ์เชิงปฏิบัติอื่นๆ ที่อธิบายโดยความแตกต่างของความหนาแน่นของวัสดุ:

ก้อนน้ำแข็ง

เมื่อใส่ในแก้วน้ำ ก้อนน้ำแข็งจะลอยเพราะความหนาแน่น (0.92 g/cm)³) น้อยกว่าความหนาแน่นของน้ำ (1g/cm³).

เมื่อใส่น้ำแข็งก้อนลงในแก้วแอลกอฮอล์ ก้อนน้ำแข็งจะจมเพราะความหนาแน่น (0.92 กรัม/ซม.)³) มากกว่าความหนาแน่นของเอทานอล (0.79 g/cm³).

แก้วใส่น้ำแข็ง น้ำแข็งจะจมลงในแก้วเครื่องดื่มแอลกอฮอล์เพราะความหนาแน่นของแอลกอฮอล์น้อยกว่าน้ำ

โฟมและเล็บ

อีกตัวอย่างหนึ่งที่ช่วยให้เข้าใจความหนาแน่นคือการสังเกตพฤติกรรมของแผ่นโฟมและตะปูที่ทำจากเหล็กเมื่อวางในน้ำ

เล็บจมทันทีเพราะมีความหนาแน่น (0.78 g/m2)³) มากกว่าความหนาแน่นของน้ำมาก ซึ่งหมายความว่าเหล็กมีสสารจำนวนมากที่มีความเข้มข้นในปริมาณน้อย

ในทางกลับกัน เมื่อวางแผ่นโฟมลงในน้ำ แผ่นโฟมจะลอยเนื่องจากความหนาแน่นของโฟมน้อยกว่าความหนาแน่นของน้ำ โฟมเป็นสารที่มีความเข้มข้นเพียงเล็กน้อยไม่เหมือนกับเหล็กกล้า

แผ่นโฟม ความหนาแน่นของโฟมน้อยกว่าความหนาแน่นของน้ำ กระดานจึงลอยได้

มวลและความหนาแน่นจำเพาะ

ความหนาแน่นยังใช้เพื่ออ้างถึงความหนาแน่น แต่ก็ไม่สามารถเข้าใจได้ว่าเป็นคำพ้องความหมายเสมอไป

THE ความหนาแน่น หมายถึง ร่างกายซึ่งสามารถประกอบด้วยสารเพียงชนิดเดียวหรือสารผสม เช่น สารละลายน้ำกับน้ำตาล

THE มวลจำเพาะในทางกลับกันหมายถึงความหนาแน่นของa สารที่เป็นเนื้อเดียวกัน เฉพาะ เช่น อะลูมิเนียม ตะกั่ว หรือน้ำ

ซึ่งหมายความว่าเมื่อร่างกายประกอบด้วยสารเพียงชนิดเดียว ความหนาแน่นของวัตถุจะได้รับจากมวลจำเพาะ อย่างไรก็ตาม เมื่อร่างกายต่างกัน จำเป็นต้องคำนวณความหนาแน่นเป็นอัตราส่วนของมวลต่อปริมาตร

ความหนาแน่นของสาร

ดูความหนาแน่น (หรือมวลจำเพาะ) ของสารบางชนิดในตารางด้านล่าง:

สาร	ความหนาแน่น
น้ำ	1,0
แอร์	1,2
เหล็ก	7,8
อลูมิเนียม	2,7
ตะกั่ว	11,3
ทองแดง	8,9
เอทานอล	0,79
เหล็ก	7,86
น้ำแข็ง	0,92
นม	1,03
ไม้	0,5
ทอง	19,3