ความสามารถในการแปลงหน่วยมวล ความหนาแน่น และปริมาตรเป็นหนึ่งในทักษะพื้นฐานที่จำเป็นในการแก้ปัญหาพื้นฐานทางฟิสิกส์และเคมี มวล ในระบบ SI ของหน่วยที่ใช้โดยปริยายทั่วโลกในการแก้ปัญหาดังกล่าว มีหน่วยเป็นกิโลกรัม (กก.) และการอนุมานของมวลนั้น ในขณะที่ปริมาตรมีหน่วยเป็นเมตร ลูกบาศก์ หรือ m3, เมตรเป็นหน่วยความยาว SI ตามลำดับ ความหนาแน่น ซึ่งเป็นมวลต่อหน่วยปริมาตร มักแสดงเป็น kg/m3. เนื่องจากปริมาณมักจะน้อยกว่าในการทดลองและการวัดในแต่ละวัน จึงเป็นเรื่องปกติที่จะเห็นความหนาแน่นที่แสดงเป็น g/cm3หรือ gm/ml (มิลลิลิตรหมายถึงลูกบาศก์เซนติเมตร) หนึ่งกก./ม.3 เท่ากับ 1,000 g/cm3.
ได้มวลจากปริมาตร
สมมติว่าคุณได้รับปริมาตรของสารที่ทราบ (น้ำหรือของเหลวอื่นๆ โลหะ หรือสิ่งอื่นใดที่สันนิษฐานว่ามีการกระจายตัวที่สม่ำเสมอหรือใกล้เคียงกัน) และขอให้คำนวณมวลของสารนั้น ในการทำเช่นนี้ คุณต้องทราบความหนาแน่นของสารและทราบเฉพาะความหนาแน่นของสารเท่านั้นโดยพิจารณาจากความสัมพันธ์ที่กำหนดไว้ข้างต้น
เนื่องจากความหนาแน่น (ρ) คือมวล (ม) หารด้วยปริมาตร (วี) จากนั้นมวลเท่ากับความหนาแน่นคูณปริมาตร:
\rho=\frac{m}{V}
ดังนั้น
m=\rho V
ความหนาแน่นในโลกแห่งความเป็นจริง
ตารางออนไลน์ต่างๆ รวมถึงความหนาแน่นของสารทั่วไป ตัวอย่างเช่น น้ำเปล่าที่อุณหภูมิ 4 °C มีความหนาแน่น 1,000 กก./ลบ.ม3 หรือ 1 ก./มล. อีกครั้งตามคำจำกัดความ น้ำมันมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ ซึ่งเป็นเหตุว่าทำไมส่วนประกอบน้ำมันของน้ำสลัดอย่างอิตาลีจึงลอยขึ้นไปบนส่วนผสม นมซึ่งประกอบด้วยน้ำเกือบทั้งหมด แต่รวมถึงน้ำตาล โปรตีน และ (โดยปกติ) ไขมัน มีความหนาแน่น 1.03 เท่าของน้ำ
ตามกฎแล้วโลหะมีความหนาแน่นมากกว่าของเหลวและแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละครั้ง ตัวอย่างเช่น ทองคำมีความหนาแน่น 19.3 กรัม/มิลลิลิตร ซึ่งหมายความว่า 1 m3 ของทองคำมีมวลของ:
m=1000\times19.3=19,300\text{ กก.}
เนื่องจาก 1 กก. = 2.204 ปอนด์ ส่วนหนึ่งของทองคำหนึ่งเมตรคูณหนึ่งเมตรคูณหนึ่งเมตร (ขนาดประมาณโต๊ะเล็กๆ) จะมีมวล 42,537 ปอนด์ ซึ่งมากกว่า 21 ตัน
แอปพลิเคชั่น
เนื่องจากเรือเดินทะเลสมัยใหม่ทำมาจากโลหะเป็นหลัก มันจึงลอยได้อย่างไร? ในการที่จะลอยน้ำได้นั้น จะต้องมีมวลน้อยกว่าน้ำที่แทนที่ สิ่งนี้สำเร็จได้เนื่องจากพื้นที่ว่างทั้งหมดที่รวมอยู่ในการก่อสร้างของเรือ เช่น ช่องว่างระหว่างชั้นของตัวเรือ เมื่อวางเรือเหล็ก เช่น เรือแคนู ลงในน้ำเริ่มให้จมเพราะโลหะแข็งเป็นสิ่งที่สัมผัสกับน้ำก่อน แต่เพราะว่าโดยรวมความหนาแน่นของเรือแคนูนั้นน้อยกว่าปริมาตรน้ำที่เท่ากัน แม้ว่าจะมีผู้โดยสารเพิ่มหนึ่งหรือสองคน แต่ส่วนใหญ่ก็ยังคงอยู่เหนือผิวน้ำ