ความหนาแน่นและความถ่วงจำเพาะ

ความหนาแน่นของวัสดุและความถ่วงจำเพาะ

ความหนาแน่น

หนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญของสารคือความหนาแน่น ความหนาแน่นคืออัตราส่วนของมวลต่อปริมาตรของสารนั้น ในทางคณิตศาสตร์เขียนได้ดังนี้:

ρ = m/V

ρ คืออักษรกรีกที่ใช้กันทั่วไปเพื่อแสดงความหนาแน่น m คือมวล และ V คือปริมาตร ความหนาแน่นของของเหลวที่เป็นเนื้อเดียวกันนั้นแตกต่างจากความหนาแน่นของของแข็งที่เป็นเนื้อเดียวกันอย่างสิ้นเชิง ตัวอย่างเช่น เหล็กหรือน้ำแข็งมีความหนาแน่นเท่ากันทุกส่วน ซึ่งแตกต่างจากของเหลว เช่น บรรยากาศหรือน้ำ ในบรรยากาศของโลก ยิ่งชั้นบรรยากาศสูงจากพื้นผิวโลก ความหนาแน่นก็จะยิ่งต่ำ ในขณะที่น้ำทะเล ตัวอย่างเช่น ยิ่งลึกลงไป ความหนาแน่นก็จะยิ่งมากขึ้น ความหนาแน่นของของเหลวที่เป็นเนื้อเดียวกันอาจขึ้นอยู่กับปัจจัยทางสิ่งแวดล้อม เช่น อุณหภูมิและความดัน

ระบบหน่วยสากล (International System of Units) กำหนดความหนาแน่นเป็นกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m³ ⁾ส่วนหน่วย CGS ซึ่งได้แก่ เซนติเมตร กรัม และวินาที ความหนาแน่นจะแสดงเป็นกรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (gr/cm³ ⁾ต่อไปนี้เป็นข้อมูลความหนาแน่นของสารหลายชนิด

คน	ความหนาแน่น (กก./ ลบ.ม. )
ของเหลว
อากาศ น้ำทะเล เลือด เชื้อเพลิง ปรอท	1,00 x 10 3 1,03 x 10 3 1,06 x 10 3 0,68 x 10 3 13,6 x 10 3
แข็ง
Es อลูมิเนียม เหล็ก Emas กระจก Kayu เทมบาก้า ทิมาห์ ตุลัง	0,92 x 10 3 2,70 x 10 3 7,8 x 10 3 19,3 x 10 3 2,4 – 2,8 x 10 3 0,3 – 0,9 x 10 3 8,9 x 10 3 11,3 x 10 3 1,7 – 2.0 x 10 3
สารที่เป็นก๊าซ
Udara ฮีเลียม ไฮโดรเจน ไอน้ำ (100 องศาเซลเซียส)	1,293 0,1786 0,08994 0,6

ความหนาแน่นของสารที่ระบุในตารางด้านบน คือความหนาแน่นของสารที่อุณหภูมิ 0 ^องศาเซลเซียส และความดัน 1 บรรยากาศ (บรรยากาศ = หน่วยของความดัน)

ความถ่วงจำเพาะ

ความถ่วงจำเพาะ คือ อัตราส่วนของความหนาแน่นของสารต่อความหนาแน่นของน้ำสามารถหาค่าความถ่วงจำเพาะของสารได้โดยการหารความหนาแน่นของสารนั้นด้วย 10³ ^{กิโลกรัม} /ลูกบาศก์เมตร⁽ความหนาแน่นของน้ำ) ความถ่วงจำเพาะไม่มีหน่วยวัด

ถ้าความหนาแน่นของวัตถุน้อยกว่าความหนาแน่นของน้ำ วัตถุนั้นจะลอยน้ำได้ ค่าความถ่วงจำเพาะของวัตถุที่ลอยน้ำได้จะน้อยกว่า 1 ในทางกลับกัน ถ้าความหนาแน่นของวัตถุมากกว่าความหนาแน่นของน้ำ ค่าความถ่วงจำเพาะของวัตถุนั้นจะมากกว่า 1 ในกรณีนี้ วัตถุนั้นจะจมน้ำ