เนื้อหา
- นิยามความหนาแน่นและสูตร
- หน่วยของความหนาแน่น
- การวัดมวล
- ปริมาณการวัด
- การคำนวณเพื่อค้นหาความหนาแน่น
- เครื่องคำนวณสูตรความหนาแน่นออนไลน์
วัสดุลอยหรือจมอยู่กับความหนาแน่นเป็นหลัก เนื่องจากก้อนน้ำแข็งมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำเล็กน้อยก้อนน้ำแข็งจึงลอยอยู่ในน้ำ เนื่องจากเหล็กมีความหนาแน่นน้อยกว่าปรอท แต่หนาแน่นกว่าน้ำลูกปืนลูกเหล็กลอยในปรอทเหลว แต่จมในน้ำ การทำความเข้าใจความหนาแน่นเริ่มต้นด้วยการทำความเข้าใจวิธีคำนวณ
นิยามความหนาแน่นและสูตร
ความหนาแน่นคืออัตราส่วนของมวลต่อปริมาตรของวัตถุและเช่นนี้ความหนาแน่นจะถูกคำนวณมากกว่าค่าที่วัดได้ การค้นหาความหนาแน่นต้องวัดทั้งมวลและปริมาตรของวัตถุ ความหนาแน่นใช้เพื่ออธิบายของแข็งของเหลวและก๊าซ
สูตรความหนาแน่นในวิชาเคมีคือความหนาแน่นเท่ากับมวล M หารด้วยปริมาตร V. ความหนาแน่นอาจแสดงโดย D หรือโดยจดหมายกรีก (ρ) ดังนั้นสูตรอาจเขียนเป็น:
D = frac {M} {V} {หรือ} ; ρ = frac {M} {V}ในทางธรณีวิทยาความถ่วงจำเพาะถูกใช้มากกว่าความหนาแน่น แต่ทั้งสองมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด แรงโน้มถ่วงที่เฉพาะเจาะจงประกอบด้วยความหนาแน่นของวัตถุหารด้วยความหนาแน่นของน้ำ (1.0 g / cm3) ให้ค่าแบบไม่มีมิติ
หน่วยของความหนาแน่น
สำหรับของแข็งหน่วยความหนาแน่นในระบบเมตริกมักจะรายงานเป็นกรัม (มวล) ต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (ปริมาตร) เขียนเป็น g / cm3. ความหนาแน่นอาจถูกรายงานเป็นกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg / m3) กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (กก. / ซม.)3) หรือกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (g / m3).
โดยทั่วไปความหนาแน่นอาจถูกรายงานเป็นปอนด์ (มวล) ต่อลูกบาศก์ฟุต (ปริมาตร) เขียนเป็น lb / ft3ปอนด์ต่อลูกบาศก์นิ้ว (lb / in3) หรือปอนด์ต่อลูกบาศก์หลา (lb / yd3).
สำหรับของเหลวความหนาแน่นมักรายงานเป็นกรัมต่อมิลลิลิตร (g / mL) ในขณะที่ความหนาแน่นของก๊าซมักจะรายงานเป็นกรัมต่อลิตร (g / L) ความหนาแน่นของเหลวและก๊าซจะเปลี่ยนไปตามความดันและอุณหภูมิอย่างไรก็ตามโดยทั่วไปแล้วจะรายงานในรูปของความดันมาตรฐาน (หนึ่งบรรยากาศ) และอุณหภูมิ (25 ° C สำหรับของเหลวและ 0 ° C สำหรับก๊าซ)
การวัดมวล
การค้นหามวลของของแข็งต้องใช้เครื่องชั่งสามลำแสงหรือสเกลอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้วัดมวล วางตัวอย่างบนถาดจากนั้นทำตามขั้นตอนสำหรับเครื่องมือในการค้นหามวล หากการวัดมวลของผงหรือของเหลวอันดับแรกให้หามวลของภาชนะบรรจุจากนั้นเพิ่มผงหรือของเหลวและวัดมวลรวมก่อนที่จะลบมวลของภาชนะ
ปริมาณการวัด
การหาปริมาตรของรูปหลายเหลี่ยมปกตินั้นต้องใช้การวัดขนาดของของแข็งและค้นหาสูตรสำหรับรูปร่าง ตัวอย่างเช่นบล็อกสี่เหลี่ยมที่มีขนาด 10 เซนติเมตรคูณ 5 เซนติเมตรโดย 2 เซนติเมตรจะมีปริมาตร 10 × 5 × 2 หรือ 100 ลูกบาศก์เซนติเมตร
การหาปริมาตรของของแข็งที่มีรูปร่างผิดปกติใช้หลักการอาร์คิมิดีสในการกำจัด วัดปริมาณน้ำที่รู้จักลงในถังที่สำเร็จการศึกษาวางวัตถุรูปทรงที่ผิดปกติลงในกระบอกสูบและอ่านกระบอกที่สำเร็จการศึกษาเพื่อกำหนดปริมาณการเปลี่ยนแปลง น้ำที่พลัดถิ่นซึ่งแสดงโดยการเปลี่ยนแปลงในการอ่านบนกระบอกสูบที่สำเร็จการศึกษาเท่ากับปริมาณของวัตถุที่ใส่เข้าไป
สำหรับของเหลวปริมาตรสามารถวัดได้โดยตรงโดยใช้กระบอกที่สำเร็จการศึกษา
การคำนวณเพื่อค้นหาความหนาแน่น
เพื่อค้นหาความหนาแน่นแบ่งมวลที่วัดได้ด้วยปริมาตรที่วัดได้ (D = M ÷ V).
ตัวอย่างสูตรความหนาแน่น: ของแข็ง
หากลูกบาศก์ของวัสดุที่วัด 1 เซนติเมตรในแต่ละด้านมีมวล 7.90 กรัมการคำนวณความหนาแน่นจะกลายเป็น
D = frac {7.90 ; {g}} {1 ; {cm} × 1 ; {cm} × 1 ; {cm}} = 7.90 ; {g / cm} ^ 3วัสดุที่เป็นเหล็กมีแนวโน้มมากที่สุด
มวลของวัตถุที่มีรูปร่างผิดปกติวัดได้เท่ากับ 211.4 กรัม ปริมาตรน้ำที่ถูกแทนที่เท่ากับ 20 มิลลิลิตร เนื่องจากน้ำหนึ่งมิลลิลิตรใช้ปริมาตรหนึ่งลูกบาศก์เซนติเมตรปริมาณของวัตถุเท่ากับ 20 ลูกบาศก์เซนติเมตร การแสดงสูตรสำเร็จ
D = frac {211.4 ; {g}} {20 ; {cm} ^ 3} = 10.57 ; {g / cm} ^ 3วัสดุที่เป็นเงินมากที่สุด
ตัวอย่างสูตรความหนาแน่น: ของเหลว
ของเหลวที่มีปริมาตร 50 มิลลิลิตร (มิลลิลิตร) มีมวล 63 กรัม (กรัม) ดังนั้น
D = frac {63 ; {g}} {50 ; {mL}} = 1.26 ; {g / mL}ของเหลวน่าจะเป็นกลีเซอรีน
ของเหลวที่มีมวลที่วัดได้ 338.75 กรัมใช้ปริมาตร 25 มิลลิลิตร การแสดงสูตรความหนาแน่นให้สมบูรณ์
D = frac {338.75 ; {g}} {25 ; {mL}} = 13.55 ; {g / mL}ของเหลวอาจเป็นปรอท
เครื่องคำนวณสูตรความหนาแน่นออนไลน์
มีเครื่องคำนวณสูตรความหนาแน่นออนไลน์ ต้องรู้จักตัวแปรสองในสามตัว (มวลปริมาตรหรือความหนาแน่น) (ดูแหล่งข้อมูล)