ความหนาแน่นของสสาร

1. ของไหล (Fluid)
วิชาฟิสิกส์เพิ่มเติม 5
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6
สอนโดยครูสมพร เหล่าทองสาร
โรงเรียนดงบังพิสัยนวการนุสรณ์
สานักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษา เขต 26

2. เจ้าสัตว์นี้คืออะไร ? (What is this animal?)

3. เจ้าสัตว์นี้คืออะไร ? (What is this animal?)

4. เจ้าสัตว์นี้คืออะไร ? (What is this animal?)
 ในภาพนี้เป็นสัตว์ชนิดหนึ่งเรียกว่าอะไร
 เราพบสัตว์ชนิดนี้ได้ที่ใดบ้าง
 เพราะเหตุใดสัตว์ชนิดนี้จึงสามารถเคลื่อนที่ไปบนผิวน้าได้
 ถ้าเราพบสัตว์ชนิดนี้ จะบอกลักษณะของระบบนิเวศบริเวณนี้ได้อย่างไร

9. สสารในสภาพปกติมี 3 สถานะ คือ ของแข็ง ของเหลว และแก๊ส ที่อุณหภูมิหนึ่ง
ของแข็งมีรูปร่างและปริมาตรคงตัว ของเหลวจะมีปริมาตรคงตัวและมีรูปร่างตามภาชนะ
บรรจุ ส่วนแก๊สมีรูปร่างและปริมาตรไม่คงตัว ปริมาตรของแก๊สขึ้นอยู่กับภาชนะที่บรรจุ
แก๊สมีการเปลี่ยนแปลงปริมาตรง่ายกว่าของเหลวมาก แม้อุณหภูมิหรือความดันจะ
เปลี่ยนเพียงเล็กน้อยก็ตาม แต่เนื่องจากของเหลวและแก๊สมีรูปร่างไม่แน่นอน อีกทั้ง
สามารถไหลจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งได้ จึงอาจเรียกของเหลวและแก๊สว่า “ของไหล”
(Fluid) โดยเราจะศึกษาสมบัติต่างๆของของไหล ได้แก่ ความหนาแน่น ความดัน
ความตึงผิว ความหนืด โดยใช้กฎฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้อง

10. ความหนาแน่นเป็นสมบัติเฉพาะ โดยทั่วไปจะหมายถึง ความหนาแน่นมวล (mass
density) ซึ่งหาได้จากปริมาณมวลในหน่วยปริมาตร ถ้าให้ m เป็นมวลของสารซึ่งมี
ปริมาตร V และ  (อ่านว่า “โร”) เป็นความหนาแน่นสาร จะได้
ความหนาแน่น มีหน่วย กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m3)
(17.1)......
V
m


11. ความหนาแน่นของสารบางอย่างที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส
และความดัน 1 บรรยากาศ
สาร
ความหนาแน่น
(kg/m3)
ตะกั่ว 19.3 x 103
เหล็ก 7.8 x 103
อะลูมิเนียม 2.7 x 103
สาร
ความหนาแน่น
(kg/m3)
ปรอท 13.6 x 103
น้าทะเล 1.03 x 103
น้า (4C) 1.00 x 103
แอลกอฮอล์ 0.806 x 103
น้ามัน 0.879 x 103
สาร
ความหนาแน่น
(kg/m3)
อากาศ 1.29
ฮีเลียม 0.179
CO2 1.98

12. ความหนาแน่นของสารใดๆ อาจบอกได้ในเทอม ความหนาแน่นสัมพัทธ์
(relative density) โดยกาหนดว่า ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของสารใดๆ หมายถึง
อัตราส่วนระหว่างความหนาแน่นของสารนั้นกับความหนาแน่นของสารอ้างอิง นิยมใช้
น้าบริสุทธ์ที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียส ซึ่งมีความหนาแน่นมากที่สุดเท่ากับ
1.00 x 103 kg/m3 เป็นสารอ้างอิง เช่น การหาความหนาแน่นสัมพัทธ์ของปรอท
จากตาราง

13. จากตาราง ปรอทมีความหนาแน่น 13.6x103 kg/m3 ดังนั้นความหนาแน่น
สัมพัทธ์ของปรอทจึงมีค่าเท่ากับ
ดังนั้น ความหนาแน่นสัมพัทธ์ 13.6 จึงหมายความว่า ปรอทมีความหนาแน่นเป็น
13.6 เท่าของความหนาแน่นของน้า หรือปรอทมีมวล 13.6 เท่าของน้า เมื่อสารทั้งสอง
มีปริมาตรเท่ากัน ในอดีตเคยเรียกความหนาแน่นของสารเทียบกับความหนาแน่น
ของน้าว่า ความถ่วงจาเพาะ (specific gravity) ซึ่งเป็นตัวเลขไม่มีหน่วย ปัจจุบันใช้
คาว่า ความหนาแน่นสัมพัทธ์
13.6
kg/m101.00
kg/m1013.6
33
33





14. ตัวอย่าง นักสารวจเดินทางด้วยบอลลูนบรรจุแก๊ส ก่อนออกเดินทาง เขาบรรุจแก๊สฮีเลียมที่
มีปริมาตร 400 ลูกบาศก์เมตร และมวล 65.0 กิโลกรัม ขณะนั้นแก๊สฮีเลียมในบอลลูนมี
ความหนาแน่นเท่าใด
แนวคิด ความหนาแน่นของแก๊สฮีเลียมในบอลลูนหาได้จากมวลของแก๊สในหนึ่งหน่วยปริมาตร
วิธีทา จากสมการ
ในที่นี้ ปริมาตรของแก๊สฮีเลียม
มวลของแก๊สฮีเลียม
แทนค่าจะได้
ตอบ ความหนาแน่นของแก๊สฮีเลียมเท่ากับ 0.163 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร
V
m

3
m400V 
kg65.0m 
3
3
kg/m0.163
m400
kg65.0


15. ปัญหาน่าคิด 1 บอลลูนลูกหนึ่งบรรจุแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ปริมาตร
125 ลูกบาศก์เมตร ซึ่งมีมวล 63 กิโลกรัม ขณะนั้นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ใน
บอลลูนมีความหนาแน่นเท่าใด

16. เฉลย
ความหนาแน่นของแก๊สฮีเลียมเท่ากับ
0.504 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร

17. ปัญหาน่าคิด 1 บอลลูนลูกหนึ่งบรรจุแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ปริมาตร
125 ลูกบาศก์เมตร ซึ่งมีมวล 63 กิโลกรัม ขณะนั้นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในบอลลูน
มีความหนาแน่นเท่าใด
แนวคิด ความหนาแน่นของแก๊สในบอลลูนหาได้จากมวลของแก๊สในหนึ่งหน่วยปริมาตร
วิธีทา จากสมการ
ในที่นี้ ปริมาตรของแก๊ส CO2
มวลของแก๊สฮีเลียม
แทนค่าจะได้
ตอบ ความหนาแน่นของแก๊ส CO2 เท่ากับ 0.504 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร
V
m

3
m125V 
kg63.0m 
3
3
kg/m0.504
m125
kg63.0


18. พักสักนิด
Take a break!

19. ปัญหาน่าคิด 2 ตะกั่วก้อนหนึ่งมีปริมาตร 0.125 ลูกบาศก์เมตร ถ้าตะกั่วมี
ความหนาแน่น 11.3 x 103 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร อยากทราบว่าตะกั่วก้อนนี้
มีมวลเท่าใด

20. เฉลย
ตะกั่วก้อนนี้มีมวล
เท่ากับ 1,413 กิโลกรัม

21. ปัญหาน่าคิด 2 ตะกั่วก้อนหนึ่งมีปริมาตร 0.125 ลูกบาศก์เมตร ถ้าตะกั่วมี
ความหนาแน่น 11.3 x 103 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร อยากทราบว่าตะกั่วก้อนนี้มีมวลเท่าใด
แนวคิด มวลของตะกั่วหาได้จากผลคูณของความหนาแน่นกับปริมาตร
วิธีทา จากสมการ
ในที่นี้ ปริมาตรของตะกั่ว
ความหนาแน่นของตะกั่ว
แทนค่าจะได้
ตอบ ตะกั่วก้อนนี้มีมวลเท่ากับ 1,413 กิโลกรัม
V
m

3
m0.125V 
kg1,413
kg101.413
)m(0.125)kg/m103.11(Vρm
3
333



33
kg/m103.11 

22. ผ่อนคลาย-เปิดใจ
Open your mind
Recreation time!

23. พบกันชั่วโมงหน้า
“ความดันในของไหล”