ความหนาแน่น

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ความหนาแน่นในความหมายอื่นดูที่ ความหนาแน่น (แก้ความกำกวม)

ความหนาแน่น (อังกฤษ: density, สัญลักษณ์: ρ อักษรกรีก โร) เป็นการวัดมวลต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร ยิ่งวัตถุมีความหนาแน่นมากขึ้น มวลต่อหน่วยปริมาตรก็ยิ่งมากขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง คือวัตถุที่มีความหนาแน่นสูง (เช่น เหล็ก) จะมีปริมาตรน้อยกว่าวัตถุความหนาแน่นต่ำ (เช่น น้ำ) ที่มีมวลเท่ากัน

หน่วยเอสไอของความหนาแน่นคือ กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m3)

ความหนาแน่นเฉลี่ย (average density) หาได้จากผลหารระหว่างมวลรวมกับปริมาตรรวม ดังสมการ

\rho = \frac{m}{V}

โดยที่

ρ คือความหนาแน่นของวัตถุ (หน่วย กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร)
m คือมวลรวมของวัตถุ (หน่วย กิโลกรัม)
V คือปริมาตรรวมของวัตถุ (หน่วย ลูกบาศก์เมตร)

เครื่องมือวัดความหนาแน่น[แก้]

เครื่องมือที่ใช้วัดความหนาแน่นของของเหลวคือ พิคโนมิเตอร์ (pycnometer) เครื่องมือวัดความหนาแน่นของก๊าซคือ แก๊สพิคโนมิเตอร์ (gas pycnometer)

ความหนาแน่นของสสารต่าง ๆ[แก้]

สสารที่มีความหนาแน่นสูงสุดที่รู้จักกัน คือสสารที่อยู่ในดาวนิวตรอนที่เรียกว่านิวตรอเนียม) ใจกลางหลุมดำ ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ไม่มีปริมาตร ดังนั้นจึงไม่สามารถหาความหนาแน่นได้

สสารที่หนาแน่นที่สุดที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติบนโลก คือ ธาตุอิริเดียม มีความหนาแน่นประมาณ 22650 kg/m3.

ตารางความหนาแน่นของสสารชนิดต่าง ๆ:

สสาร ความหนาแน่นในหน่วย kg/m3
อิริเดียม 22650
ออสเมียม 22610
แพลทินัม 21450
ทองคำ 19300
ทังสเตน 19250
ยูเรเนียม 19050
ปรอท 13580
แพลเลเดียม 12023
ตะกั่ว 11340
เงิน 10490
ทองแดง   8960
เหล็ก   7870
ดีบุก   7310
ไทเทเนียม   4507
เพชร   3500
อะลูมิเนียม   2700
แมกนีเซียม   1740
น้ำทะเล   1025
น้ำ   1000
น้ำแข็ง   917
เอทิลแอลกอฮอล์   790
น้ำมันเบนซิน   730
แอโรเจล   3.0
ก๊าซ ใด ๆ   0.0446 เท่าของมวลโมเลกุลเฉลี่ย, ดังนั้นอยู่ระหว่าง 0.09 ถึงประมาณ 10.0 (ที่ความดันและอุณหภูมิมาตรฐาน)
ตัวอย่างเช่น อากาศ   1.2


ความหนาแน่นของอากาศ ρ เทียบกับอุณหภูมิ °C
T ในหน่วย °C ρ ในหน่วย kg/m3
- 10 1.341
- 5 1.316
0 1.293
+ 5 1.269
+ 10 1.247
+ 15 1.225
+ 20 1.204
+ 25 1.184
+ 30 1.164

สังเกตว่าอะลูมิเนียมมีความหนาแน่นต่ำเมื่อเทียบกับโลหะชนิดอื่น ๆ เครื่องบินจึงทำจากอะลูมิเนียม นอกจากนี้อากาศก็มีความหนาแน่นถึงแม้ว่าจะมีค่าน้อยก็ตาม แอโรเจล (Aerogel) เป็นของแข็งที่หนาแน่นน้อยที่สุดในโลก