Salah satu sifat penting sesuatu objek ialah ketumpatan, juga dikenali sebagai ketumpatannya. Istilah popularnya ialah ketumpatan. Ketumpatan ialah nisbah jisim kepada isipadu sesuatu bahan. Secara matematik, ia ditulis:
ρ = m/V
(ρ dibaca “rho”) ialah huruf Yunani yang biasa digunakan untuk menyatakan ketumpatan, m ialah jisim dan V ialah isipadu.
Sistem unit antarabangsa ketumpatan ialah kilogram setiap meter padu (kg/m3). Bagi unit CGS, iaitu sentimeter, gram dan saat, unit ketumpatan dinyatakan dalam gram per sentimeter padu (gr/cm3).
Berikut ialah data ketumpatan untuk beberapa objek.
Ketumpatan objek yang dinyatakan dalam jadual di atas ialah ketumpatan objek pada suhu 0o C dan tekanan 1 atm (atm = unit tekanan)
Ketumpatan udara dan cecair
Ketumpatan bendalir berbeza daripada ketumpatan pepejal. Besi atau kayu mempunyai ketumpatan yang sama di setiap bahagian. Ini berbeza daripada bendalir, seperti udara atau air. Semakin tinggi udara di atas paras laut, semakin rendah ketumpatannya. Ini kerana daya graviti berkurangan dengan ketinggian. Semakin tinggi anda mendaki, semakin kurang daya graviti, jadi jumlah udara yang ditarik masuk juga berkurangan. Jumlah udara berhampiran paras laut adalah lebih besar daripada jumlah udara di puncak gunung. Dalam ruang atau isipadu yang sama, udara berhampiran laut mempunyai jisim yang lebih besar dan oleh itu ketumpatan yang lebih besar. Sebaliknya, udara di puncak gunung mempunyai jisim yang lebih kecil dan oleh itu ketumpatan yang lebih rendah. Semakin jauh dari paras laut, semakin rendah ketumpatan udara.
Bagaimana pula dengan ketumpatan air, contohnya air laut? Udara terdiri daripada atom atau molekul yang berasingan dan mudah alih, jadi jumlah udara sangat dipengaruhi oleh kekuatan daya graviti yang menariknya. Sebaliknya, molekul air tidak berdiri sendiri dan tidak terpisah antara satu sama lain; ia terikat bersama dan tidak bergerak dengan mudah. Oleh itu, bilangan molekul air di permukaan laut tidak jauh berbeza dengan bilangan molekul air di dasar laut. Jadi ketumpatan air laut di permukaan hampir sama dengan ketumpatan air laut di dasar laut, walaupun ketinggiannya berbeza.
Kesan perubahan suhu dan isipadu terhadap ketumpatan bendalir
Setiap objek mengembang (isipadu meningkat) jika suhunya meningkat dan mengecut (isipadu menurun) jika suhunya menurun. Kecuali air pada suhu 0 o C–4 o C. Contoh berikut menerangkan perkara ini. Pernahkah anda mengalami kejadian di mana roda motosikal yang diletakkan pancit walaupun tiada kebocoran? Roda motosikal menjadi pancit kerana isipadu udara di dalam roda berkurangan. Isipadu udara berkurangan kerana suhu udara menurun. Ini berlaku apabila suhu udara sangat sejuk. Satu lagi contoh. Sila tiup belon getah sehingga ia mengembang dan kemudian ikat mulut belon supaya udara tidak keluar. Keringkan belon di tempat yang panas. Perhatikan apa yang berlaku pada belon! Belon akan meletup kerana isipadu udara di dalam belon meningkat disebabkan oleh peningkatan suhu udara. Keanjalan getah tidak dapat menahan pengembangan udara jadi belon meletup.
Dua contoh di atas menunjukkan bahawa isipadu bendalir, sama ada cecair atau gas, boleh berubah jika suhunya berubah. Jisim udara di dalam roda atau belon tertutup kekal malar; hanya isipadu yang berubah. Perubahan isipadu menyebabkan ketumpatan udara berubah.
