ตัวอย่างการทำงานของความหนาแน่น

เนื้อหา

• ความหนาแน่นของน้ำมันและน้ำ
• บอลลูนฮีเลียมเป็นแอพพลิเคชั่นความหนาแน่นในชีวิตจริง
• ความแตกต่างของความหนาแน่นทำให้อากาศและกระแสน้ำในมหาสมุทร
• ตัวอย่างความหนาแน่นในห้องปฏิบัติการ

ในการใช้ชีวิตประจำวันคำว่า "ความหนาแน่น" มักจะหมายถึงสถานะของความหนาแน่นเช่นเดียวกับใน "การจราจรหนาแน่น" หรือ "บุคคลนั้นหนาแน่นเกินไปที่จะเข้าใจคุณ" คำจำกัดความความหนาแน่น (D) ในวิทยาศาสตร์นั้นเฉพาะเจาะจงมากขึ้น ปริมาณของมันคือมวล (m) ที่มีปริมาตรเฉพาะ (v) ทางคณิตศาสตร์ D = m / v ความหนาแน่นใช้กับสสารในสถานะของแข็งของเหลวและก๊าซและ - ไม่แปลกใจเลยที่นี่ - ของแข็งมีความหนาแน่นมากกว่าของเหลว (ปกติ) และของเหลวมีความหนาแน่นมากกว่าก๊าซ

ในระดับจุลภาคความหนาแน่นคือการวัดว่าอะตอมที่ประกอบขึ้นเป็นสารชนิดใด หากวัตถุสองชิ้นมีปริมาตรเท่ากันวัตถุทึบกว่าจะหนักกว่าเนื่องจากมีอะตอมรวมกันในพื้นที่เดียวกันมากขึ้น ความหนาแน่นได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิและยังได้รับผลกระทบจากความดันบรรยากาศแม้ว่าการพึ่งพาเหล่านี้จะเด่นชัดที่สุดในสถานะก๊าซ ความแตกต่างของความหนาแน่นผลักดันโลก ชีวิตคงไม่เหมือนเดิมหากไม่มีพวกเขา

ความหนาแน่นของน้ำมันและน้ำ

น้ำมีความหนาแน่น 1 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ถ้านั่นฟังดูเป็นเรื่องบังเอิญมันไม่ใช่ หน่วยวัดมวลขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของน้ำ น้ำมันส่วนใหญ่มีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำและนั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกมันจึงลอย เมื่อใดก็ตามที่คุณผสมของเหลวหรือก๊าซสองชนิดหนึ่งที่หนาแน่นจะตกลงไปที่ด้านล่างของภาชนะบรรจุตราบใดที่มันไม่ละลายและก่อตัวเป็นสารละลาย เหตุผลนี้ง่าย แรงโน้มถ่วงออกแรงแรงที่มากขึ้นบนวัสดุที่มีความหนาแน่น ความจริงที่ว่าน้ำมันไม่ละลายในน้ำและมันลอยทำให้การทำความสะอาดเป็นไปได้หลังจากการรั่วไหลของน้ำมันขนาดใหญ่ คนงานมักจะกู้คืนน้ำมันโดยการ skimming มันออกจากพื้นผิวของน้ำ

บอลลูนฮีเลียมเป็นแอพพลิเคชั่นความหนาแน่นในชีวิตจริง

ระเบิดบอลลูนด้วยอากาศจากปอดของคุณและบอลลูนจะนั่งอย่างมีความสุขบนโต๊ะหรือเก้าอี้จนกว่าจะมีคนโยนมันขึ้นไปในอากาศ ถึงอย่างนั้นมันก็อาจลอยอยู่บนกระแสอากาศชั่วขณะหนึ่ง แต่ในที่สุดมันก็จะตกลงสู่พื้นดิน เติมด้วยฮีเลียมในปริมาณเท่ากันและคุณต้องผูกสายไว้เพื่อป้องกันไม่ให้ลอยไป นั่นเป็นเพราะเมื่อเทียบกับโมเลกุลของออกซิเจนและไนโตรเจนในอากาศโมเลกุลของฮีเลียมจะเบามาก ในความเป็นจริงฮีเลียมมีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศประมาณ 10 เท่า บอลลูนจะลอยออกไปเร็วยิ่งขึ้นหากคุณเติมไฮโดรเจนซึ่งมีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศ 100 เท่า แต่แก๊สไฮโดรเจนนั้นไวไฟสูง นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกเขาถึงไม่ใช้มันเพื่อเติมลูกโป่งในงานคาร์นิวัล

ความแตกต่างของความหนาแน่นทำให้อากาศและกระแสน้ำในมหาสมุทร

เพิ่มความร้อนสู่อากาศและโมเลกุลบินไปรอบ ๆ ด้วยพลังงานที่มากขึ้นทำให้มีช่องว่างระหว่างพวกเขามากขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่งอากาศมีความหนาแน่นน้อยลงดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามอุณหภูมิในโทรโพสเฟียร์จะเย็นลงด้วยระดับความสูงดังนั้นจึงมีอากาศเย็นมากขึ้นในระดับที่สูงขึ้นและมีแนวโน้มที่จะลดลง การเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องของอากาศเย็นและอากาศอุ่นที่เพิ่มขึ้นสร้างกระแสลมและลมที่ขับเคลื่อนสภาพอากาศบนดาวเคราะห์

การแปรผันของอุณหภูมิในมหาสมุทรยังสร้างความแตกต่างของความหนาแน่นที่ขับกระแส แต่ความแปรปรวนของความเค็มนั้นมีความสำคัญเช่นกัน น้ำทะเลไม่ได้เป็นน้ำเกลืออย่างสม่ำเสมอและยิ่งมีเกลือมากเท่าไหร่ก็จะมีความหนาแน่นมากขึ้น การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความเค็มสร้างความแตกต่างของความหนาแน่นที่ขับเคลื่อนกระแสวนของท้องถิ่นรวมถึงแม่น้ำใต้ทะเลลึกที่สร้างที่อยู่อาศัยสำหรับสัตว์ทะเลและส่งผลกระทบต่อสภาพอากาศของโลก

ตัวอย่างความหนาแน่นในห้องปฏิบัติการ

นักวิจัยในห้องปฏิบัติการขึ้นอยู่กับความแตกต่างของความหนาแน่นในการแยกสารในสถานะของเหลวหรือของแข็ง พวกเขาทำสิ่งนี้ด้วยเครื่องหมุนเหวี่ยงซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่หมุนส่วนผสมอย่างรวดเร็วจนสร้างแรงที่ใหญ่กว่าแรงโน้มถ่วงหลายเท่า ในเครื่องหมุนเหวี่ยงส่วนประกอบที่หนาแน่นที่สุดของส่วนผสมได้สัมผัสกับแรงที่ใหญ่ที่สุดและอพยพไปยังด้านนอกของภาชนะบรรจุจากที่ที่สามารถดึงกลับคืนมาได้

ความหนาแน่นยังสามารถใช้เพื่อระบุวัสดุที่ทำจากสารประกอบที่ไม่รู้จัก ขั้นตอนคือการชั่งน้ำหนักวัสดุและวัดปริมาณที่พวกเขาครอบครองโดยใช้การกำจัดน้ำหรือวิธีอื่น จากนั้นคุณจะพบความหนาแน่นของวัสดุโดยใช้สมการ D = m / v และเปรียบเทียบกับความหนาแน่นที่รู้จักของสารประกอบทั่วไปที่ระบุไว้ในตารางอ้างอิง