ปริมาตรและความหนาแน่น

ปริมาตรและความหนาแน่น (Volume and Density)

หน่วยความรู้นี้แบ่งออกเป็นสามตอน ตอนที่คุณกำลังจะได้ดูนี้เป็นตอนเกี่ยวกับ “ปริมาตรและความหนาแน่น” (Volume and Density) จากนั้นจะเป็นตอนเกี่ยวกับ “การลอยตัวของวัตถุ” (Buoyancy) และตอนสุดท้ายของหน่วยความรู้นี้จะเป็นตอนเกี่ยวกับ “การพาความร้อน” (Convection) เราจะเริ่มกันด้วยเรื่อง “ปริมาตรและความหนาแน่น” นะครับ

คำว่า “ปริมาตร” (Volume) นั้นแปลว่าอะไร แล้วคำว่า “ความหนาแน่น” (Density) ล่ะแปลว่าอะไร งั้นลองจินตนาการดูว่าคุณเป็นนายหน้าขายซากรถนะครับ แล้วคุณต้องส่งซากรถยนต์แบบคันนี้ไปลานกองเศษเหล็กเพื่อนำไปรีไซเคิลต่อ ส่งไปทางตู้คอนเทนเนอร์นี้ ปัญหาอยู่ที่ว่า ซากรถทั้งหมดไม่สามารถใส่เข้าไปในคอนเทนเนอร์ได้ ถ้ารถคันเล็กกว่านี้หน่อย ก็คงไม่มีปัญหาแล้ว แต่รถมันคันเล็กลงไม่ได้นี่ คงได้แต่ฝันแล้วล่ะ เพราะฉะนั้นเราเลยต้องพึ่งเครื่องบีบอัดซากรถแทน แต่เดี๋ยวก่อน คุณควรจะบีบซากรถให้เหลือขนาดเท่าไหร่รถทั้งแปดคันถึงจะใส่ลงตู้คอนเทนเนอร์ได้พอดีล่ะ แล้วตู้คอนเทนเนอร์มันใหญ่ขนาดไหนล่ะ สี่เมตรเหรอ ไม่ใช่หรอก นั่นมันแค่ส่วนสูงเท่านั้น คุณต้องรู้ว่าภายในตู้คอนเทนเนอร์มี “เนื้อที่” มากแค่ไหนต่างหาก

ลองคิดดูอย่างนี้แล้วกันครับ ภายนอกของตู้คอนเทนเนอร์นั้นพอกางออกมาแล้วก็คล้ายๆกับซองจดหมาย (Envelope) สิ่งที่คุณต้องรู้ก็คือ ภายในซองจดหมายนี้ มันใหญ่ขนาดไหน หรือถ้าเราใช้คำภาษากรีกมาแทนคำว่าซองจดหมาย ก็คือเราต้องหาว่า “Volume” หรือ “ปริมาตร” มันมากเท่าไหร่นั่นเอง ความหมายของคำว่า “ปริมาตร” ก็คือสิ่งนี้แหละครับ คือของสิ่งนั้นมัน “ครอบคลุม” (Envelop) เนื้อที่ได้เท่าไหร่นั่นเอง

การคิดหาปริมาตรของรูปทรงสี่เหลี่ยมนั้น ไม่ใช่การวัด “ความสูง” (Height) เพียงอย่างเดียว แต่ยังต้องวัด “ความยาว” (Length) และ “ความกว้าง” (Width) ด้วย จากนั้นก็เอาทั้งสามอย่างนี้มาคูณกัน 4x4x4=64 เพราะฉะนั้นคอนเทนเนอร์ตู้นี้มีปริมาตรเท่ากับ 64 คิวบิกเมตร และเนื่องจากคุณต้องใส่รถเข้าไปแปดคัน คุณเลยต้องบีบอัดรถทุกคันให้ได้ขนาดเท่ากับ 1/8 ของ 64 คิวบิกเมตร ซึ่งก็คือ 8 คิวบิกเมตรนั่นเอง พูดอีกอย่างคือ คุณต้องบีบซากรถทุกคันให้ได้ความกว้าง ยาว และสูงเท่ากับ 2x2x2 เมตร

เพราะฉะนั้นเริ่มบีบอัดรถทุกคันให้ได้ขนาดเท่ากับ 8 คิวบิกเมตรได้เลยครับ นั่นไง ตอนนี้คุณก็ได้รถยนต์ที่ถูกบีบอัดเรียบร้อยแปดคันแล้ว ฝันเป็นจริงแล้วครับ ใส่เข้าไปในตู้คอนเทนเนอร์ได้เป็นระเบียบเรียบร้อยพอดีเลย แล้วทั้งหมดนี้มันเกี่ยวอะไรกับ “ความหนาแน่น” (Density) ด้วย

คำว่า “Dense” ที่แปลว่า “หนาแน่น” นั้น มาจากคำในภาษากรีก “Dasus” ซึ่งแปลว่า “อัดกันแน่น” (Compact) ครับ ดังนั้นเครื่องบดอัดซากรถที่ทำหน้าทีบีบอัดซากรถให้ขนาดเล็กลงก็เป็นเหมือน “เครื่องสร้างความหนาแน่น” (Density Machine) นั่นเอง มันนำรถที่มีมวลประมาณ 2,000 กิโลกรัมมาบีบอัดให้มวลเท่าเดิมสามารถบรรจุลงไปในปริมาตรที่เล็กลงได้

เพราะฉะนั้น หากเราต้อการเพิ่ม “ความหนาแน่น” (Density) ขึ้น เราก็แค่คง “มวล” (Mass) มันให้เท่าเดิม แต่ “ปริมาตร” (Volume) น้อยลง

ความหนาแน่น = มวล/ปริมาตร

หรือในทางตรงกันข้ามก็ทำได้นะครับ ถ้าเราดูความหนาแน่นของตู้คอนเทนเนอร์ตู้นี้ เราจะเห็นได้ว่ามันสามารถบรรจุรถหนัก 2,000 กิโลกรัมได้สองคัน มันจะหนาแน่นเป็น ¼ ของเมื่อเวลาที่มันบรรจุซากรถหนัก 2000 กิโลกรัมแปดคันเท่านั้น ในกรณีนี้ คุณกำลังเพิ่ม “ความหนาแน่น” (Density) โดยคงให้ “ปริมาตร” (Volume) เท่าเดิม แต่เพิ่ม “มวล” (Mass) ที่ใส่เข้าไป

ข้อมูล ทรูปลูกปัญญา

ข้อความนี้ถูกเขียนใน ฟิสิกส์ ม.6 คั่นหน้า ลิงก์ถาวร

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s