ความหนาแน่น

ความหนาแน่น () เป็นการวัดมวลต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร โดยสัญลักษณ์สำหรับความหนาแน่นมักใช้เป็น ρ (อักษรกรีกพิมพ์เล็กของโร) และยังสามารถใช้อักษรละตินพิมพ์ใหญ่ D ได้ด้วยเช่นกัน เนื่องจากนิยามของความหนาแน่นคือ มวลหารด้วยปริมาตร ดังนั้นจึงเขียนเป็นสมการออกมาได้เป็น 

โดยที่
 ρ คือ ความหนาแน่น (หน่วยเป็น กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร)
 m คือ มวล (หน่วยเป็น กิโลกรัม)
 V คือ ปริมาตร (หน่วยเป็น ลูกบาศก์เมตร)

ความหนาแน่นของสารขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน โดยทั่วไปการเปลี่ยนแปลงปัจจัยเหล่านี้ส่งผลต่อสารที่เป็นสถานะของแข็งและของเหลวเพียงเล็กน้อย แต่มีผลกับสารสถานะแก๊สเป็นอย่างมาก โดยที่การเพิ่มความดันของสารจะทำให้ปริมาตรของสารลดลง แต่จะเพิ่มความหนาแน่นแทน และการเพิ่มอุณหภูมิของสาร (ซึ่งมีข้อยกเว้นเล็กน้อย) จะทำให้ปริมาตรของสารเพิ่มขึ้น แต่จะทำให้ความหนาแน่นลดลง 

ซึ่งสารส่วนใหญ่เช่นของเหลวและแก๊ส เมื่อได้รับความร้อนจากด้านล่าง ความร้อนจะถูกส่งผ่านจากด้านล่างไปยังด้านบน อันเนื่องมาจากการลดของความหนาแน่นในของเหลวที่ได้รับความร้อนนั้น ด้วยเหตุนี้จึงทำให้สารที่มีความร้อนต่ำกว่า มีความหนาแน่นสูงกว่า

 เครื่องมือวัดความหนาแน่น 

เครื่องมือที่ใช้วัดความหนาแน่นของของเหลวคือ พิคโนมิเตอร์ (pycnometer) เครื่องมือวัดความหนาแน่นของก๊าซคือ แก๊สพิคโนมิเตอร์ (gas pycnometer)

 ความหนาแน่นของสสารต่าง ๆ 

สสารที่มีความหนาแน่นสูงสุดที่รู้จักกัน คือสสารที่อยู่ในดาวนิวตรอนที่เรียกว่านิวตรอเนียม) ใจกลางหลุมดำ ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ไม่มีปริมาตร ดังนั้นจึงไม่สามารถหาความหนาแน่นได้

สสารที่หนาแน่นที่สุดที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติบนโลก คือ ธาตุอิริเดียม มีความหนาแน่นประมาณ 22560 kg/m3

ตารางความหนาแน่นของสสารชนิดต่าง ๆ:
สสารความหนาแน่นในหน่วย kg/m3
ออสเมียม22610
อิริเดียม22560
แพลทินัม21450
ทองคำ19300
ทังสเตน19250
ยูเรเนียม19050
<tr>ปรอท13580<tr>
แพลเลเดียม12023
ตะกั่ว11340
เงิน10490
ทองแดง   8960
โคบอลต์   8900
เหล็ก   7870
ดีบุก   7310
สังกะสี   7130
โครเมียม   7190
ไทเทเนียม   4507
เพชร   3500
อะลูมิเนียม   2700
โบรอน   2340
แมกนีเซียม   1740
น้ำทะเล   1025
น้ำ   1000 
โซเดียม   971
<tr>น้ำแข็ง   917<tr>
ลิเทียม   534
<tr>เอทิลแอลกอฮอล์   790<tr>
<tr>น้ำมันเบนซินหรือน้ำมัน   730<tr>
<tr>แอโรเจล   3.0<tr>
<tr>ก๊าซ ใด ๆ<td>   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

 ดูเพิ่ม 
 รายการธาตุเคมี
 แรงลอยตัว
 อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน

 อ้างอิง 


หมวดหมู่:กลศาสตร์ภาวะต่อเนื่อง
หมวดหมู่:หลักการสำคัญของฟิสิกส์
หมวดหมู่:ฟิสิกส์เบื้องต้น
หมวดหมู่:ปริมาณทางกายภาพ
หมวดหมู่:เคมีเชิงฟิสิกส์