Es un día caluroso de verano y quieres prepararte un buen vaso de limonada. ¡Agregas un poco de hielo a tu bebida y la limonada se derrama! Pero su amigo, que agregó hielo a su bebida antes de verter la limonada, no tiene derrames, incluso cuando el hielo se derrite en la bebida.
Para comprender este fenómeno, debe comprender cómo cambia la densidad del agua con la temperatura.
¿Qué es la densidad volumétrica?
Para entender cómo calcular una proporción volumétrica de hielo a agua, puede preguntar: "¿1 taza de hielo equivale a cuánta agua?" Para responder a esta pregunta, debe comprender la densidad.
La densidad de volumen del agua describe la masa de agua que vive en una unidad de volumen. Las dimensiones de la densidad de volumen son por tanto masa por unidad de volumen. Las unidades pueden ser gramos por unidad de mililitro (g / mL), kg por unidad de litro (kg / L) o cualquier otra unidad de masa por unidad de volumen. La densidad del agua líquida es realmente fácil de recordar: es 1 g / mL.
Calcular el volumen de hielo
El agua es en realidad una sustancia muy inusual porque el agua sólida (llamada hielo) es menos densa que el agua líquida. La densidad del hielo es 0.92 g / mL, lo que significa que si toma un gramo de agua y lo coloca en el congelador, cuando lo saque se habrá expandido en volumen y ocupará más espacio que cuando estaba líquido.
Por el contrario, (recuerde la limonada de antes), si comienza con una bebida con algunos cubitos de hielo y se derriten, el nivel del agua en la copa permanecerá igual, ya que el hielo flotante solo ocupa tanto espacio como lo hizo su porción sumergida una vez que se ha Derretido.
Pero, ¿y si tienes una taza sólida de hielo? ¿Cuántas tazas de agua tendrás cuando el hielo se derrita?
Comience por convertir tazas de EE. UU. A mililitros: 1 taza de EE. UU. = 236.588 ml, para usar la densidad conocida en unidades de gramos por mililitro. Ahora, multiplique el volumen en mililitros por la densidad del hielo para obtener los gramos de agua, que no cambia a medida que cambia la temperatura del agua.
Por lo tanto, la masa del agua es 236.588 mL por 0.92 g / mL = 217.661 g de agua. Para calcular el volumen de 217.661 gramos de agua líquida, simplemente divida los gramos de agua por la densidad del agua líquida: 217.661 g / (1 g / mL) = 217.661 mL, o aproximadamente 0.92 tazas de agua.
Una forma realmente buena de comprobar su trabajo es comprobar si la respuesta que obtuvo "tiene sentido". En este caso, sabes que el volumen disminuye cuando el hielo se derrite en agua líquida. Entonces, si el volumen disminuyó, ¡está en el camino correcto! Al observar los números, se determinó que aproximadamente 237 mililitros de hielo se derriten en aproximadamente 218 mililitros de agua líquida; entonces la respuesta "¡tiene sentido!"
Una forma rápida de convertir hielo en volumen de agua
Vale la pena recordar el procedimiento completo para calcular volúmenes a partir de densidades, pero usar la relación hielo / agua es una forma rápida de hacer este cálculo.
La relación de las densidades es simplemente la densidad de una dividida por la densidad del otro: la densidad del hielo al agua es 0,92. Usando la relación, uno puede simplemente multiplicar el volumen de hielo por 0.92, que es el factor de conversión para el volumen de hielo en agua líquida.
Observe que antes, podría haber usado esta proporción para calcular rápidamente que 1 taza de hielo da como resultado 0.92 tazas de agua líquida.
En general, al igual que en el ejemplo de la conversión de volumen de hielo a agua, también puede usar proporciones para conversiones rápidas en otras situaciones.
Consejos
El agua sólida (hielo) es menos densa que el agua líquida. La relación de las densidades volumétricas (.92) se puede utilizar para convertir rápidamente el volumen de hielo en el volumen de agua líquida.
Peso, masa y volumen
Todos estos términos, peso, masa y volumen, tienen lo que se llama "unidades". Cada uno nos dice qué tipo de cantidad se está midiendo.
El peso es la fuerza de un objeto debido a su masa y la aceleración local de la gravedad, pero la masa es solo la cantidad de materia en un objeto. La masa del objeto solo cambia si alguien corta físicamente parte del objeto y se lo quita. lejos, pero el peso de un objeto puede cambiar si alguien lo mueve de un valle a la cima de una montaña.
El volumen, por otro lado, es la cantidad de espacio físico necesario para cierta cantidad de masa.
Es importante recordar las diferencias entre estas cantidades, para que pueda asegurarse de que sus respuestas "¡tengan sentido!"
