มวลและความหนาแน่นของสาร
ทีมงานทรูปลูกปัญญา
|
06 ส.ค. 64
 | 66.4K views



คุณสมบัติพื้นฐานของสารแต่ละชนิด คือ มวล และความหนาแน่น สารแต่ละชนิดจะมีมวลและความหนาแน่นต่างกัน นอกจากนี้ มวลของสารไม่จำเป็นต้องเท่ากับน้ำหนักของสาร เพราะมวลและน้ำหนักไม่ใช่คุณสมบัติเดียวกัน

ภาพ : shutterstock.com

        สมบัติเฉพาะของสารแต่ละชนิด นอกจากสถานะของสาร จุดเดือด จุดหลอมเหลวแล้ว ความหนาแน่น (density) ของสารยังเป็นสมบัติเฉพาะของสารแต่ละชนิดอีกด้วย ความหนาแน่นของสาร หมายถึง อัตราส่วนระหว่างมวลของสารต่อปริมาตรของสารนั้น หรือกล่าวว่า สาร 1 หน่วยปริมาตร มีมวลอยู่เท่าใดนั่นเอง

D (density) = ความหนาแน่นของสาร มีหน่วยเป็น กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m3)

M (mass) = มวลของสาร มีหน่วยเป็น กิโลกรัม (kg) หรือ (g)

V (volume) = ปริมาตรของสาร มีหน่วยเป็น ลูกบาศก์เมตร (m3) หรือลูกบาศก์เซนติเมตร (cm3)

ดังนั้น ถ้าสารที่มีปริมาตรเท่ากัน สารใดมีความหนาแน่นมากกว่าย่อมมีมวลมากกว่าสารที่มีความหนาแน่นน้อย

        มวล (mass) คือ ปริมาณของสสาร หรือ จำนวนอนุภาคที่บรรจุอยู่ในวัตถุนั้น ๆ อนุภาคที่กล่าวถึงคือ อิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอน รวมเรียกว่า อะตอม มวลไม่เกี่ยวข้องกับตำแหน่งใด ๆ ไม่ว่าจะอยู่ในอวกาศหรืออยู่บนพื้นโลก เมื่อวัดมวลได้เท่าไรบนพื้นโลก ต้องเท่ากับที่วัดได้บนดวงจันทร์ เพราะจำนวนของอะตอมเท่ากัน แต่น้ำหนักของวัตถุ ขึ้นกับตำแหน่งในอวกาศหรือบนพื้นโลก เพราะน้ำหนักเกิดจากมวลคูณด้วยแรงโน้มถ่วง ซึ่งมีความแตกต่างกันระหว่างดวงจันทร์กับโลก ดังนั้นน้ำหนักบนดวงจันทร์จะน้อยกว่าน้ำหนักบนโลก แต่มวลยังคงเดิม

        เมื่อเพิ่มแรงให้กับมวล จะทำให้มวลเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง จึงเป็นคำตอบที่ว่าทำไมเมื่อเหยียบคันเร่งรถยนต์แล้ว รถยนต์จึงเพิ่มความเร็วมากขึ้น รถยนต์คันเดียวกัน ถ้าบรรทุกคนจำนวนต่างกัน แต่แรงที่ออกรถยนต์เท่ากัน รถยนต์จะมีความเร่งไม่เท่ากัน เช่น ถ้ามีการขับรถที่มีคนนั่งอยู่ห้าหกคนแล้วเหยียบคันเร่ง รถยนต์จะพุ่งไปข้างหน้าได้ช้ากว่าการขับรถยนต์ที่มีคนนั่งเพียงคนเดียว

 

สาร

สถานะ

ความหนาแน่น

อากาศ

แก๊ส

0.0013

น้ำ

ของเหลว

1.00

เอทานอล

ของเหลว

0.94

เมทานอล

ของเหลว

0.79

อะลูมิเนียม

ของแข็ง

2.7

ตะกั่ว

ของแข็ง

11.3

ทองคำ

ของแข็ง

19.3

น้ำทะเล

ของเหลว

1.025

น้ำมันพืช

ของเหลว

0.92

ปรอท

ของเหลว

13.6

น้ำแข็ง

ของแข็ง

0.92

 

        จากตารางแสดงความหนาแน่นของสารต่าง ๆ จะเห็นว่า ส่วนใหญ่ของแข็งมีค่าความหนาแน่นมากกว่าของเหลว ยกเว้นปรอทที่เป็นของเหลว แต่มีสมบัติพิเศษที่แตกต่างไปจากของเหลวชนิดอื่นคือมีความหนาแน่นสูงมาก

        ของเหลวที่มีความหนาแน่นต่างกันเมื่อนำมาใส่ลงในภาชนะเดียวกัน ของเหลวใดมีความหนาแน่นน้อยกว่าย่อมลอยอยู่ด้านบน ส่วนของเหลวใดมีความหนาแน่นมากกว่าจะจมลงด้านล่าง เช่น น้ำกับน้ำมันที่อยู่ในภาชนะเดียวกัน น้ำมันจะลอยเป็นชั้นอยู่ด้านบนเหนือชั้นของน้ำ