ความหนาแน่นของสารเป็นความสัมพันธ์ของมวลสารต่อปริมาตร เขียนความสัมพันธ์ได้ดังนี้
น้ำมีความหนาแน่น = 1 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (g/cm³)
- สารที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำจะลอยน้ำ
- สารที่มีความหนาแน่นมากกว่าน้ำจะจมน้ำ
- สารละลายน้ำเกลือหรือน้ำเชื่อมจะมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำ
ตัวอย่างโจทย์ปัญหา
นักสำรวจเดินทางด้วยบอลลูนบรรจุแก๊ส ก่อนเดินทางเข้าบรรจุแก๊สฮีเลียมที่มีปริมาตร 400 ลูกบาศก์เมตร และมวล 65 กิโลกรัม ขณะนั้นแก๊สฮีเลียมในบอลลูนมีความหนาแน่นเท่าใด
วิธีทำและคำตอบ
ตอบ
ความหนาแน่นของแก๊สฮีเลียม
เท่ากับ 0.16 kg/m³
*ความหนาแน่นของสารบางชนิดมีอุณหภูมิและความดันเดียวกันจะมีความหนาแน่นต่างกัน
ตารางความหนาแน่นของสารบางชนิด (ที่ความดัน 1 บรรยากาศ)
| ชนิดของสาร | สถานะ | ความหนาแน่น (g/cm³) หรือ (kg/m³ x 1000) |
|---|---|---|
| ปรอท | ของเหลว | 13.60 |
| น้ำ | ของเหลว | 0.99 |
| ทอง | ของแข็ง | 19.30 |
| เงิน | ของแข็ง | 10.50 |
| น้ำแข็ง | ของแข็ง | 0.92 |
| อากาศ | แก๊ส | 0.00129 (หรือ 1.29 kg/m³) |
โดยทั่วไปสารชนิดเดียวกันเมื่อมีสถานะต่างกัน ของแข็งจะมีความหนาแน่นมากกว่าของเหลว และของเหลวจะมีความหนาแน่นมากกว่าแก๊ส เนื่องจากสารในสถานะของแข็ง อนุภาคจะเรียงชิดติดกันมาก แต่ในกรณีของน้ำแข็งกับน้ำพบว่าน้ำแข็งมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ สารต่างชนิดกัน ที่อุณหภูมิและความดันเดียวกัน สารที่มีสถานะของแข็ง ไม่จำเป็นต้องมีความหนาแน่นมากกว่าของเหลวเสมอไป เช่น น้ำแข็งและเงิน มีความหนาแน่นน้อยกว่าปรอท (ของเหลว)
ความหนาแน่นของสาร (Density of Matter)
สารบริสุทธิ์แต่ละชนิดมีความหนาแน่นเป็นค่าเฉพาะของสารนั้น แต่สารผสมมีความหนาแน่นไม่คงที่ ขึ้นอยู่กับชนิดและอัตราส่วน สารบริสุทธิ์ชนิดเดียวกันจะมีความหนาแน่นเท่ากัน แต่สารผสมจะมีความหนาแน่นไม่คงที่แม้จะเป็นสารผสมชนิดเดียวกัน เช่น น้ำเกลือเข้มข้นจะมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำเกลือเจือจาง