วิธีการคำนวณอัตราส่วนความหนาแน่น

โดยทั่วไป อัตราส่วนจะเปรียบเทียบปริมาณสองปริมาณที่มีหน่วยเดียวกัน เพื่อวัตถุประสงค์ในการกำหนดค่าตัวเลขที่เกี่ยวข้องกับปริมาณทั้งสอง

ตัวอย่างเช่น เป็นเรื่องปกติในสูตรเค้กที่ต้องใส่ส่วนผสมในอัตราส่วนน้ำหนัก น้ำหนักของน้ำตาลในเค้กควรเท่ากับน้ำหนักของแป้ง แต่ไม่ได้หมายความว่าจะเพิ่มในปริมาณที่เท่ากัน ทำไมถึงเป็นอย่างนั้น?

อย่างแรก สูตรความหนาแน่นมวลทั่วไปคือมวลที่มีปริมาตรหนึ่งหน่วยต่อปริมาตรหน่วย ความหนาแน่นเป็นเพียงวิธีการอธิบายวิธีการแจกจ่ายวัสดุบางอย่าง มีความหนาแน่นหลายประเภท: ปริมาณใด ๆ ที่อธิบายว่าเป็นปริมาณต่อหน่วยพื้นที่ ปริมาตร หรือหน่วยเชิงพื้นที่อื่น ๆ นั้นเป็นความหนาแน่น

การจำความหนาแน่นของวัสดุทั่วไปบางชนิดเป็นข้อมูลอ้างอิงเมื่อเปรียบเทียบวัสดุอื่นๆ จะเป็นประโยชน์ ความหนาแน่นของน้ำคือ 1 g/mL และความหนาแน่นของอากาศที่ความดันและอุณหภูมิมาตรฐานอยู่ที่ประมาณ 1.18 คูณ 10^-3 กรัม/ซม.³.

การคำนวณความหนาแน่นของอากาศขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ เช่น:

• ความกดอากาศ
  
• พี
  
• อุณหภูมิ
  
• ตู่

กฎของแก๊สในอุดมคติ เป็นวิธีที่ดีที่สุดในการกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างความดัน อุณหภูมิ และความหนาแน่นของอากาศ ρ.

ให้ความดันคงที่และดูว่าเกิดอะไรขึ้นถ้าอุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ถ้าอุณหภูมิเพิ่มขึ้น ตัวส่วนจะเพิ่มขึ้นในขณะที่ตัวเศษคงที่ ซึ่งหมายความว่าความหนาแน่นของอากาศจะลดลง ในทำนองเดียวกัน หากความดันเพิ่มขึ้นในขณะที่อุณหภูมิคงที่ ความหนาแน่นของอากาศจะเพิ่มขึ้น

การจดจำความสัมพันธ์เหล่านี้หรือกฎของแก๊สในอุดมคติจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่ง เพื่อให้สามารถระบุได้อย่างรวดเร็วว่าความหนาแน่นของอากาศขึ้นอยู่กับปัจจัยแวดล้อม เช่น ความดันและอุณหภูมิอย่างไร

นอกจากนี้ยังมีประโยชน์ในการคำนวณอัตราส่วนความหนาแน่นของอากาศเพื่อพิจารณาว่าปัจจัยแวดล้อมเพิ่มขึ้นหรือลดลงเพื่อส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่น

อัตราส่วนความหนาแน่นเป็นเพียงวิธีการเปรียบเทียบความหนาแน่นสองแบบที่อยู่ในหน่วยเดียวกัน โดยทั่วไป ความหนาแน่นของของแข็งและของเหลวจะถูกนำมาเปรียบเทียบกับความหนาแน่นของน้ำ สำหรับก๊าซ การเปรียบเทียบมาตรฐานคืออากาศ อัตราส่วนนี้มีชื่อพิเศษเนื่องจากมาตรฐาน: แรงดึงดูดเฉพาะ.

ความโน้มถ่วงจำเพาะจึงไม่มีหน่วย และเป็นเพียงปัจจัยเชิงตัวเลขที่สามารถคูณด้วย สื่อมาตรฐาน (น้ำหรืออากาศขึ้นอยู่กับวัสดุที่คุณกำลังพิจารณา) เพื่อกำหนดความหนาแน่นของ วัสดุ.

แล้วเค้กล่ะ? เราจะทราบได้อย่างไรว่าเค้กของเราต้องการน้ำตาลและแป้งมากแค่ไหน? จำไว้ว่าน้ำหนักของทั้งสองควรเท่ากัน แต่ไม่ได้หมายความว่าเราสามารถเทถ้วยแต่ละถ้วยลงในแป้งของเราได้

ความหนาแน่นของน้ำตาลทรายคือ 0.85 g/cm³และแป้งเอนกประสงค์มีความหนาแน่น 0.53 g/cm³. เราสามารถคำนวณอัตราส่วนความหนาแน่นของน้ำตาลต่อแป้งได้ทันที: 0.85/0.53 = 1.6 จากนี้เราทราบดีว่าในปริมาณที่เท่ากันของน้ำตาลและแป้ง น้ำตาลจะหนักเป็น 1.6 เท่า

ดังนั้นหากสูตรขอน้ำตาล 1 ถ้วย เราต้องเติมแป้งเอนกประสงค์ 1.6 ถ้วย เพื่อรักษาอัตราส่วนและเค้กของเราขึ้นอย่างเหมาะสม

เป็นที่ชัดเจนว่าอัตราส่วนเป็นวิธีที่ดีในการพิจารณาอย่างรวดเร็วว่ามวลและปริมาตรของวัสดุต่างๆ สัมพันธ์กันอย่างไร