Massa jenis (D) adalah besaran yang didefinisikan sebagai massa (m) per satuan volume (v): D = m v. Karena ketiga besaran ini terkait, Anda dapat menemukan salah satunya jika Anda mengetahui dua lainnya. Ini lebih bermanfaat daripada kedengarannya karena kerapatan sering kali merupakan kuantitas yang diketahui yang dapat Anda cari, dengan asumsi Anda mengetahui komposisi materialnya.
Perhitungan mudah untuk benda padat, tetapi hal-hal menjadi lebih rumit untuk cairan, di mana densitas berubah dengan suhu, dan untuk gas, yang densitasnya bergantung pada suhu dan tekanan.
Gunakan Unit yang Konsisten
Persamaan yang berkaitan dengan kepadatan, massa dan volume sangat mudah dan memungkinkan Anda untuk menghitung kepadatan suatu material jika Anda mengukur massa dan volumenya. Satu-satunya peringatan adalah Anda harus melakukan pengukuran dalam sistem yang sama.
Misalnya, jika Anda mengukur massa dalam kilogram, Anda harus mengukur volume dalam meter kubik, dan jika Anda mengukur volume dalam liter, Anda harus mengukur massa dalam pound. Tiga sistem yang mungkin Anda gunakan adalah CGS (sentimeter, gram, detik), MKS, (meter, kilogram, detik) dan British Imperial. Satuan densitas yang paling sering digunakan dalam ketiga sistem ini adalah:
- CGS: gram/sentimeter kubik atau gram/mililiter
- MKS: kilogram/meter kubik
- Inggris: pound/kaki kubik
Menggunakan Kalkulator Massa Jenis, Massa, dan Volume
Contoh: Misalkan Anda memiliki gelas kimia yang penuh dengan larutan berair yang misterius. Menghitung kerapatannya dan membandingkannya dengan air murni dapat membantu menentukan komposisinya.
Anda menghitung volume larutan dengan mengukur dimensi gelas kimia dan ketinggian cairan dan ternyata 355 ml. Karena mililiter adalah sentimeter kubik, Anda harus menemukan massa dalam gram. Anda menemukan bahwa itu adalah 372 gram.
Massa jenisnya adalah 372 gm 355 ml = 1,05 gm/ml. Itu hanya sedikit lebih padat daripada air murni (1 gm/ml), jadi apa pun yang dilarutkan dalam air berada pada konsentrasi rendah.
Contoh: Anda menemukan batu besar dengan bentuk kira-kira bulat dan ingin mengetahui komposisinya. Menemukan kepadatannya dapat membantu Anda menentukannya.
Hitung volume batu dengan mengukur diameternya dan membaginya dengan 2 untuk menemukan jari-jarinya (r).
Volume bola adalah 4/3πr3, jadi jika batu berjari-jari 10 inci, volumenya adalah 418,67 inci kubik.
Ubah ke kaki kubik dengan mengalikan dengan 0,00057. Hasilnya adalah 0,239 kaki kubik.
Jika berat batu 40 pon, kepadatannya adalah 40 lb/0.239 ft3 = 167. 36 lb/ft3. Ini sangat dekat dengan kepadatan granit, jadi ada kemungkinan besar batu itu adalah granit padat.
Menggunakan Tabel Kepadatan
Jika Anda memiliki benda yang terbuat dari bahan yang diketahui, Anda dapat mencari kepadatannya dalam tabel. Informasi ini memungkinkan Anda menghitung volumenya dengan menimbangnya. Jika Anda sudah mengetahui volumenya, Anda dapat menghitung massanya. Menggunakan kerapatan, massa, kalkulator volume hanya perlu mengatur ulang persamaan kerapatan untuk mengekspresikan parameter yang Anda inginkan dalam dua lainnya.
Contoh: Misalkan Anda memiliki patung emas, dan Anda ingin mencari volumenya.
D = m v, jadi v = m D
Anda menemukan patung itu memiliki berat 2 kg. Dalam sebuah tabel, Anda akan menemukan massa jenis emas sekitar 19.300 kg/m3.
Dengan memasukkan angka, Anda menemukan volumenya menjadi 2 kg 19.300 kg/m3 = 0,0001 m3 atau sekitar sepersepuluh liter.
Contoh: Berapa berat satu mililiter air raksa?
D = m v, jadi m = Dv
Massa jenis air raksa adalah 13,6 g/ml, jadi volume 1 ml memiliki massa 13,6 gram.