คุณคำนวณความหนาแน่นของวัตถุที่เป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซโดยการวัดปริมาตร ชั่งน้ำหนักเพื่อกำหนดมวลของวัตถุ และใช้สูตร
\เดลต้า = \frac{m}{V}
ที่ไหน∂คือความหนาแน่นมเป็นมวลและวีคือปริมาณ การดำเนินการทางคณิตศาสตร์อย่างง่ายในการจัดเรียงสมการนี้ใหม่ เพื่อให้คุณสามารถคำนวณมวลจากความหนาแน่นได้:
m=\delta \times V
ทำไมคุณถึงต้องการทำเช่นนี้? มวลควรกำหนดได้ง่าย – สิ่งที่คุณต้องทำคือนำเครื่องชั่งของคุณออกมาแล้วชั่งน้ำหนักใช่ไหม อันที่จริง คุณไม่สามารถทำเช่นนี้ได้ตลอดเวลา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณต้องรับมือกับของเหลวหรือของแข็งที่หนักมากซึ่งใหญ่เกินไปสำหรับเครื่องชั่งของคุณ เนื่องจากความหนาแน่นของของแข็งและของเหลวส่วนใหญ่เป็นแบบตาราง คุณสามารถดูความหนาแน่นของสารที่เป็นปัญหาได้ ตราบใดที่คุณสามารถวัดปริมาตรของสารที่ครอบครองได้ ซึ่งง่ายหากอยู่ในภาชนะ คุณก็จะทราบมวลของสารนั้น
วิธีหาความหนาแน่น
ความหนาแน่นเป็นปริมาณคงที่ และเนื่องจากไม่เปลี่ยนแปลง จึงสามารถเป็นตัวประกอบสัดส่วนระหว่างมวลและปริมาตรของสารใดๆ ก็ได้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เมื่อปริมาตรเพิ่มขึ้น มวลก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน หากคุณพลอตค่าปริมาตรที่เพิ่มขึ้นเทียบกับการเพิ่มมวลที่สอดคล้องกันบนกราฟ คุณจะได้เส้นตรงที่มีความชันเท่ากับความหนาแน่นของสาร
คุณไม่จำเป็นต้องไปลำบากกับการพล็อตกราฟ ตราบใดที่คุณทราบองค์ประกอบของของแข็ง คุณสามารถดูความหนาแน่นในตารางได้ หากคุณมีของเหลว คุณจะต้องค้นหาความถ่วงจำเพาะของมัน ซึ่งเป็นความหนาแน่นเมื่อเทียบกับความหนาแน่นของน้ำ ตัวอย่างเช่น ความถ่วงจำเพาะของเอทิลแอลกอฮอล์คือ 0.787 เนื่องจากความหนาแน่นของน้ำเท่ากับ 1 ก./มล. นั่นหมายความว่าความหนาแน่นของแอลกอฮอล์คือ 0.787 ก./มล.
หากคุณมีวิธีแก้ปัญหาขององค์ประกอบที่ไม่รู้จัก คุณจะไม่สามารถค้นหาความถ่วงจำเพาะของมันได้ แต่คุณสามารถวัดได้ เครื่องมือในการทำเช่นนี้เรียกว่าไฮโกรมิเตอร์ คุณปล่อยให้มันลอยอยู่ในของเหลวและอ่านค่าความถ่วงจำเพาะจากเครื่องหมายจบการศึกษาที่เพิ่งสัมผัสพื้นผิว
ความหนาแน่นเพื่อการแปลงมวล
ความหนาแน่นถูกวัดในหน่วยต่างๆ รวมทั้งกรัม/มิลลิลิตร, กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร และปอนด์/ลูกบาศก์ฟุต เมื่อคุณค้นหาความหนาแน่น ตรวจสอบให้แน่ใจว่าความหนาแน่นนั้นแสดงออกมาในหน่วยที่คุณใช้ในการวัดปริมาตร มิฉะนั้นคุณจะได้ค่ามวลที่ไม่ถูกต้อง นี่คือปัจจัยการแปลงทั่วไปบางส่วน
1 กก./ลบ.ม3 = 0.001 ก./มล. = 0.062 ปอนด์/ฟุต3.
หากคุณใช้หน่วยที่สอดคล้องกันสำหรับความหนาแน่นและปริมาตร คุณสามารถคำนวณมวลจากความหนาแน่นและรับมันในหน่วยที่สอดคล้องกันโดยใช้สมการม = ∂V. เมื่อคุณทราบมวลแล้ว คุณสามารถแปลงเป็นหน่วยต่างๆ ได้เสมอ หากจำเป็น
ตัวอย่างสูตรความหนาแน่น
1. มวลของขวดคาร์บอนเตตระคลอไรด์ขนาด 2 มล. คืออะไร?
ความถ่วงจำเพาะของคาร์บอนเตตระคลอไรด์คือ 1.589 เนื่องจากปริมาตรของตัวอย่างมีหน่วยวัดเป็นมิลลิลิตร ให้หารความถ่วงจำเพาะด้วยความหนาแน่นของน้ำเป็นกรัม/มิลลิลิตร เพื่อให้ได้ความหนาแน่นในหน่วยเหล่านั้น เมื่อทำเช่นนี้ คุณจะพบว่ามีความหนาแน่นอยู่ที่ 1.598 ก./มล. ตอนนี้มันง่ายที่จะใช้สมการความหนาแน่นเป็นการแปลงมวลเพื่อค้นหามวล:
m=\delta \times V = 1.589\times 2 = 3.178\text{ กรัม}
2. คุณจะพบมวลของรูปปั้นทองคำขนาดใหญ่โดยไม่ชั่งน้ำหนักได้อย่างไร?
ขั้นแรก ให้วัดปริมาตรเป็นลิตรโดยใช้วิธีการแทนที่น้ำ ต่อไป ให้มองหาความหนาแน่นของทองคำซึ่งมีค่าเท่ากับ 19,320 กก./ลบ3. หากต้องการแปลงเป็นกรัมต่อลิตร คุณเพียงแค่คูณด้วย 1 ความหนาแน่นคือ 19,320 กรัม/ลิตร ตอนนี้คุณสามารถคำนวณมวลจากความหนาแน่นโดยใช้สูตรม = ∂Vและรับคำตอบเป็นกรัม