หนึ่งในคำศัพท์พื้นฐานที่ใช้ในวิทยาศาสตร์ธรรมชาติจำนวนมากคือความหนาแน่น ซึ่งเป็นคุณสมบัติทางกายภาพที่กำหนดเป็นมวลของวัตถุหารด้วยปริมาตร ซึ่งหมายความว่าในการวัดความหนาแน่น โดยทั่วไปคุณจะต้องวัดมวลและปริมาตรของวัตถุแยกกัน จากนั้นคำนวณความหนาแน่นของวัตถุโดยการหารมวลด้วยปริมาตร ในการวัดมวลและปริมาตร คุณต้องใช้เครื่องมือห้องปฏิบัติการพื้นฐานหลายอย่าง
มาตราส่วน
มวลเป็นหนึ่งในการวัดที่หาได้ง่ายที่สุด ใช้เครื่องชั่งหรือเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์เพื่อกำหนดน้ำหนักหรือมวลของวัตถุ การวัดนี้มักจะแสดงเป็นออนซ์หรือกรัมสำหรับระบบภาษาอังกฤษและเมตริกตามลำดับ เมื่อวัดมวลของของเหลว ขั้นแรกให้ชั่งน้ำหนักภาชนะแล้วทดน้ำหนักเครื่องชั่งก่อนเติมของเหลว
กระบอกสำเร็จการศึกษา
วิธีที่แม่นยำที่สุดในการกำหนดปริมาตรของวัตถุ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของวัตถุที่มีรูปร่างไม่ปกติ คือการจุ่มวัตถุลงในน้ำและวัดปริมาณน้ำที่วัตถุนั้นแทนที่ กระบอกสูบแบบขั้นบันไดที่ใหญ่พอที่จะรองรับทั้งวัตถุและน้ำเพียงพอที่จะจุ่มลงไปจนสุด เป็นเครื่องมือที่ดีที่สุดสำหรับงานนี้ กระบอกวัดระดับสามารถบอกปริมาตรของของเหลวได้ง่ายๆ โดยการเทลงในกระบอกเปล่า อย่าใช้บีกเกอร์ในการกำหนดปริมาตร เนื่องจากมาตราส่วนที่พิมพ์ด้านข้างของบีกเกอร์อาจแม่นยำน้อยกว่าขนาดที่อยู่บนกระบอกตวัด ซึ่งออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการวัด
การคำนวณความหนาแน่น
เมื่อคุณวัดมวลและปริมาตรของวัตถุแล้ว คุณจะพบความหนาแน่นด้วยการคำนวณง่ายๆ หารมวลด้วยปริมาตรเพื่อให้ได้ความหนาแน่น ตัวอย่างเช่น คุณวัดปริมาณน้ำบริสุทธิ์ในกระบอกสูบแบบไล่ระดับและดูว่ามันมีปริมาตร 11.5 มล. คุณวางจานชั่งพลาสติกบนตาชั่งแล้วพบว่ามีมวล 3.2 กรัม เมื่อคุณเติมน้ำรวมแล้วจะเท่ากับ 14.7 กรัม ลบมวลของจานออกจากยอดทั้งหมดเพื่อให้ได้มวลของน้ำเพียงอย่างเดียว:
14.7 - 3.2 = 11.5 \ข้อความ{ กรัม}
หาร 11.5 กรัม คูณ 11.5 มล. จะได้ความหนาแน่น 1.0 กรัมต่อมิลลิลิตร
ไฮโดรมิเตอร์
ความหนาแน่นนั้นยากต่อการวัดโดยตรงและแม่นยำ เนื่องจากขึ้นอยู่กับคุณสมบัติสองประการที่แยกจากกัน คือ มวลและปริมาตร อย่างไรก็ตาม ความหนาแน่นมักเกี่ยวข้องกับของไหลและการลอยตัว เนื่องจากวัตถุที่มีความหนาแน่นมากกว่าจะจมลงในของเหลวที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าเสมอ และลอยอยู่บนของเหลวที่มีความหนาแน่นมากกว่า ไฮโดรมิเตอร์เป็นอุปกรณ์พิเศษที่ใช้ในการกำหนดความหนาแน่นของของเหลว แทนที่จะวัดปริมาตรในทรงกระบอกที่วัดระดับแล้วต้องชั่งน้ำหนักของเหลวเพื่อกำหนดมวลของมัน (และ, ของ แน่นอนลบน้ำหนักของภาชนะ) ไฮโดรมิเตอร์จะลอยในระดับที่แตกต่างกันภายในของเหลวขึ้นอยู่กับ ความหนาแน่น ไฮโดรมิเตอร์ที่ต่างกันใช้สเกลต่างกันในการวัดความหนาแน่น ดังนั้นให้ปฏิบัติตามคำแนะนำทั้งหมดและวัดอย่างระมัดระวัง
คุณค่าของความหนาแน่น
เมื่อคุณได้กำหนดความหนาแน่นแล้ว คุณจะทำอะไรกับความหนาแน่นนั้นได้บ้าง เป็นคุณสมบัติที่แท้จริงของสาร หมายความว่าตะกั่วบริสุทธิ์จำนวนเท่าใดก็ได้มีความหนาแน่นเท่ากัน ไม่ว่าคุณจะมีตันหรืออนุภาคเพียงไม่กี่ตัว เช่นเดียวกับสารบริสุทธิ์ใดๆ สารหลายชนิดมีค่าความหนาแน่นที่เป็นที่รู้จักและเผยแพร่ไว้ซึ่งสามารถทำหน้าที่เป็น "ลายนิ้วมือ" ได้ ซึ่งช่วยให้คุณระบุสารที่ไม่รู้จักได้โดยการหาความหนาแน่นของสารนั้น นอกจากนี้ยังจะบอกคุณว่าวัตถุนั้นทำมาจากสารบริสุทธิ์หรือว่าเป็นส่วนผสมหรือไม่ เรื่องราวที่มีชื่อเสียงให้เครดิตอาร์คิมิดีสนักปรัชญาชาวกรีกผู้ค้นพบมงกุฎของกษัตริย์ไม่ใช่ทองคำบริสุทธิ์ เขาคำนวณความหนาแน่นของมงกุฎและพบว่ามีค่าน้อยกว่าทองคำ