THE ความหนาแน่น คือปริมาณที่เกี่ยวข้องกับมวลและปริมาตรของวัสดุที่กำหนด
มันถูกกำหนดโดยสูตร: ความหนาแน่น = พาสต้า หรือ ง = ม
ปริมาณ v
หน่วยความหนาแน่นในระบบสากล is กก./ม.3แต่ในการคำนวณทุกวันจะใช้หน่วยต่อไปนี้ด้วย: กรัม/ซม.3, กรัม/มล. และ กรัม/ลิตร.
ตัวอย่างเช่นเมื่อคำนวณความหนาแน่นของน้ำ การวางลงในบีกเกอร์และวัดปริมาตรก็เพียงพอแล้ว จากนั้นเราก็ชั่งน้ำหนักบีกเกอร์นี้กับน้ำแล้วลดด้วยมวลของบีกเกอร์ เพื่อค้นหามวลของน้ำ จากนั้นก็แค่หารด้วยปริมาตรที่ใช้
สำหรับของแข็งทั่วไป เช่น ลูกบาศก์ การวัดมวลก็ง่ายเช่นกัน เนื่องจากคุณวางบนเครื่องชั่ง ปริมาตรเป็นไปตามสูตรทางคณิตศาสตร์เฉพาะซึ่งจำเป็นต้องคำนวณเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ในกรณีของลูกบาศก์ เพียงแค่คูณความสูงด้วยความยาวและความกว้างเพื่อหาปริมาตร จากนั้นเราก็แทนที่ด้วยสูตรความหนาแน่น
อย่างไรก็ตาม เมื่อพูดถึงของแข็งที่ไม่สม่ำเสมอ (ซึ่งไม่มีรูปทรงเรขาคณิตที่กำหนดไว้) ไม่มีสูตรทางคณิตศาสตร์สำหรับคำนวณปริมาตร จึงเกิดคำถามว่า วิธีการคำนวณความหนาแน่นของของแข็งผิดปกติ?
อาร์คิมิดีสนักคณิตศาสตร์ชาวกรีกต้องเผชิญกับคำถามนี้ในศตวรรษที่สามก่อนคริสต์ศักราช ค. เรื่องมีอยู่ว่ากษัตริย์สั่งให้เขาค้นหาว่ามงกุฎของเขาทำด้วยทองคำจริงหรือไม่ อาร์คิมิดีสรู้ว่าเพียงแค่เปรียบเทียบความหนาแน่นของมงกุฎกับความหนาแน่นของทองคำก็เพียงพอแล้ว เนื่องจากความหนาแน่นเป็นคุณสมบัติที่เข้มข้น กล่าวคือ มันไม่ได้ขึ้นอยู่กับปริมาณของตัวอย่าง ตัวอย่างเช่น ความหนาแน่นของก้อนน้ำแข็ง เท่ากับความหนาแน่นของ a. ทุกประการ
ภูเขาน้ำแข็ง. แต่ปัญหาคือต้องกำหนดปริมาตรและความหนาแน่นของเม็ดมะยม เนื่องจากไม่มีรูปทรงปกติวันหนึ่ง เมื่อเขาอาบน้ำในอ่างอาบน้ำ อาร์คิมิดีสสังเกตเห็นว่าระดับน้ำสูงขึ้น ในขณะนั้นเอง เขามีความคิดที่เฉียบแหลมและตื่นเต้นมากจนเขาวิ่งเปลือยกายไปตามถนนและตะโกนคำที่มีชื่อเสียง:ยูเรก้า!
ภาพประกอบของอาร์คิมิดีสและการค้นพบของเขา
จึงถูกค้นพบว่า หลักการของอาร์คิมิดีสซึ่งใช้ในการวัดปริมาตรของของแข็งที่ไม่สม่ำเสมอ หลักการนี้แนะนำสิ่งต่อไปนี้: เราวัดปริมาณน้ำในบีกเกอร์ จากนั้นเติมของแข็งที่ไม่สม่ำเสมอและสังเกตการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรที่น้ำได้รับ นั่นคือ: การเปลี่ยนแปลงของปริมาตรของน้ำนี้คือปริมาตรของของแข็งนั่นเอง!
หลักการของอาร์คิมิดีสใช้ในการวัดปริมาตรของของแข็งที่ไม่สม่ำเสมอ
ถ้ามันง่ายกว่า แทนที่จะดูแค่การวัดการเปลี่ยนแปลงของบีกเกอร์ในบีกเกอร์ คุณสามารถใช้หลอดของ ล้นซึ่งมีส่วนที่ยอมให้น้ำไหลออกจากกระบอกสูบเมื่อมีการเติมวัตถุที่ไม่สม่ำเสมอ การวัดปริมาณน้ำทิ้งแยกจากกัน
สังเกตในรูปด้านบนว่าอาร์คิมิดีสวัดปริมาตรของแท่งของ ทอง บริสุทธิ์ที่มีมวลเท่ากับมงกุฎและคำนวณความหนาแน่น (19.3 g/mL หรือ g/cm .)3) และทำเช่นเดียวกันกับมงกุฎ โปรดทราบว่าปริมาณน้ำและดังนั้นปริมาตรของเม็ดมะยมและทองคำแท่งจึงไม่เท่ากัน นี่หมายความว่าในความเป็นจริง มงกุฎไม่ใช่ทองคำบริสุทธิ์ แต่จริงๆ แล้วเป็น โลหะผสม.
ทุกวันนี้วิธีนี้ยังใช้เพื่อระบุวัสดุล้ำค่า เช่น เครื่องประดับ หากความหนาแน่นของอัญมณีที่ทำด้วยโลหะผสมมากกว่า 14g/mL แสดงว่าเป็น ชิ้นทองคำอย่างน้อย 18 กะรัต ทำจากทองคำประมาณ 75% เงิน 13% และ 12% ทองแดง.
*รูปภาพที่มีลิขสิทธิ์: เนฟทาลี / Shutterstock.com.
โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี
ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-densidade-solidos-irregulares.htm
