Όγκος σε μετατροπή πυκνότητας

Όγκος είναι το μέγεθος του χώρου που καταλαμβάνει μια ουσία σε τρεις διαστάσεις, είτε αυτή η ποσότητα μετράται σε κυβικά εκατοστά, κυβικά ναυπηγεία ή άλλη μονάδα όγκου. Η ουσία μπορεί να είναι στερεή, υγρή ή αέρια. Το βάρος ή η μάζα δεν παίζει ρόλο στην εκτίμηση του όγκου. Εάν κάποιος θέλει να μάθει την πυκνότητα μιας ουσίας που καταλαμβάνει έναν όγκο, τότε πρέπει να εισαχθεί η μάζα.

Η μαθηματική σχέση μεταξύ πυκνότητας και όγκου είναι απλή.

Η μαθηματική εξίσωση είναι D = M / V. Η πυκνότητα ισούται με τη μάζα, είτε σε γραμμάρια, λίβρες ή άλλη μονάδα, διαιρούμενη με τον όγκο που καταλαμβάνει η μάζα. Εάν ένα κομμάτι μετάλλου ζυγίζει 25 g και έχει όγκο 5 κυβικά cm, η πυκνότητά του είναι 25 g / 5 κυβικά cm = 5 g ανά κυβικό cm.

Ο ιδανικός νόμος για το φυσικό αέριο δείχνει πώς εάν μια εξίσωση περιέχει όγκο, ο όρος πυκνότητα μπορεί να την αντικαταστήσει σε καλό αποτέλεσμα. Αυτός ο νόμος αερίου συνήθως διαβάζει PV = nRT, όπου το P είναι πίεση, το n είναι ο αριθμός γραμμομορίων αερίου υπό εξέταση, το R είναι η ιδανική σταθερά αερίου και το T είναι η θερμοκρασία. Τώρα ο αριθμός των γραμμομορίων σχετίζεται με τη μάζα ή το βάρος και μπορεί να γραφτεί n = m / MW, όπου m είναι η μάζα του αερίου και το M είναι το μοριακό του βάρος. Η ιδανική εξίσωση αερίου μπορεί στη συνέχεια να γραφτεί PV = (m / M) RT.

Διαιρώντας τις δύο πλευρές της εξίσωσης με τον όγκο, V, βρίσκουμε στη συνέχεια P = (m / MV) RT. Συνδυάζοντας την εξίσωση 1 με την εξίσωση 4, λαμβάνουμε P = (D / M) RT.

Έχουμε εξαλείψει αποτελεσματικά τον όγκο από την εξίσωση, αντικαθιστώντας τον με πυκνότητα. Έχουμε μετατρέψει τον όγκο σε πυκνότητα. Αυτή η μορφή του ιδανικού νόμου για το φυσικό αέριο μπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθεί αν γνωρίζετε τη μάζα του αερίου που υπάρχει, και όχι τον όγκο του. Φυσικά μπορείτε να μετατρέψετε σε όγκο απλώς αντιστρέφοντας τη διαδικασία.

Κατά τη μετατροπή του όγκου σε πυκνότητα, είναι λογικό να χρησιμοποιούνται μονάδες που χρησιμοποιούνται συνήθως και αναλογικά λογικές. Για παράδειγμα, αν και είναι δυνατό να γίνει αυτό, κανείς δεν αναφέρει συνήθως πυκνότητα σε γραμμάρια ανά κυβικό ναυπηγείο ή λίβρες ανά κυβικό εκατοστό. Οι πιο τυπικές μονάδες είναι γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό και λίβρες ανά κυβικό ναυπηγείο. Αυτό συμβαίνει επειδή ένας μικρός όγκος υλικού συνήθως ζυγίζει λίγο, και έτσι θα χρησιμοποιούνται λίγες μονάδες βάρους όταν χρησιμοποιούνται μικρότεροι όγκοι. Μεγαλύτερες μάζες απαιτούν μεγαλύτερους όγκους.

Τέλος, οι μετρικές μονάδες μάζας πρέπει να χρησιμοποιούνται με μετρικές μονάδες όγκου, αντί για τις τυπικές μονάδες «Αγγλικά» και ούτω καθεξής. Η χρήση λίτρων για όγκο απαιτεί χιλιάδες κιλά και όχι λίρες. Από την άλλη πλευρά, η χρήση τεταρτημορίων απαιτεί τη χρήση ουγγιών, αντί για χιλιοστόλιτρα, στην περίπτωση υγρού.