Volumen ist der Raum, den eine Substanz in drei Dimensionen einnimmt, unabhängig davon, ob diese Menge in Kubikzentimetern, Kubikyards oder einer anderen Volumeneinheit gemessen wird. Der Stoff kann fest, flüssig oder gasförmig sein. Gewicht oder Masse spielen bei der Volumenbetrachtung keine Rolle. Will man die Dichte eines Stoffes wissen, der ein Volumen einnimmt, muss Masse eingeführt werden.
Die gleichung
Die mathematische Beziehung zwischen Dichte und Volumen ist einfach.
Die mathematische Gleichung lautet D = M / V. Die Dichte ist gleich der Masse, egal ob in Gramm, Pfund oder einer anderen Einheit, geteilt durch das Volumen, das die Masse einnimmt. Wenn ein Metallstück 25 g wiegt und ein Volumen von 5 Kubikzentimeter hat, beträgt seine Dichte 25 g / 5 Kubikzentimeter = 5 g pro Kubikzentimeter.
Ideales Gasgesetz
Das Gesetz des idealen Gases veranschaulicht, wie eine Gleichung, die Volumen enthält, durch den Begriff Dichte mit gutem Effekt ersetzt werden kann. Dieses Gasgesetz lautet normalerweise PV = nRT, wobei P der Druck ist, n die Molzahl des betrachteten Gases ist, R die ideale Gaskonstante ist und T die Temperatur ist. Nun hängt die Anzahl der Mole mit Masse oder Gewicht zusammen und kann geschrieben werden n = m / MW, wobei m die Masse des Gases und M sein Molekulargewicht ist. Die ideale Gasgleichung kann dann geschrieben werden PV = (m / M) RT.
Volumen in Dichte umwandeln
Wenn wir beide Seiten der Gleichung durch das Volumen V teilen, finden wir dann P = (m / MV) RT. Wenn wir Gleichung 1 mit Gleichung 4 kombinieren, erhalten wir P = (D/M) RT.
Wir haben das Volumen effektiv vollständig aus der Gleichung entfernt und es durch die Dichte ersetzt. Wir haben Volumen in Dichte umgerechnet. Diese Form des idealen Gasgesetzes kann bequem verwendet werden, wenn Sie die Masse des vorhandenen Gases und nicht sein Volumen kennen. Natürlich können Sie durch einfaches Umkehren des Vorgangs wieder in Volumen umrechnen.
Angemessene Einheiten
Bei der Umrechnung von Volumen in Dichte ist es sinnvoll, allgemein verwendete und proportional sinnvolle Einheiten zu verwenden. Obwohl dies beispielsweise möglich ist, gibt normalerweise niemand die Dichte in Gramm pro Kubikyard oder Pfund pro Kubikzentimeter an. Weitere Standardeinheiten sind Gramm pro Kubikzentimeter und Pfund pro Kubikyard. Dies liegt daran, dass ein kleines Materialvolumen normalerweise wenig wiegt und daher bei Verwendung kleinerer Volumina kleine Gewichtseinheiten verwendet würden. Größere Massen erfordern größere Volumina.
Konsistente Messsysteme
Schließlich sollten metrische Masseneinheiten mit metrischen Volumeneinheiten anstelle der „englischen“ Standardeinheiten usw. verwendet werden. Die Verwendung von Litern für das Volumen erfordert Kilogramm statt Pfund. Auf der anderen Seite erfordert die Verwendung von Quarts die Verwendung von Unzen anstelle von Millilitern im Fall von Flüssigkeiten.