המרת נפח לצפיפות

נפח הוא כמות החלל שתופס חומר בתלת מימד, בין אם כמות זו נמדדת בסנטימטרים מעוקבים, בקוביות או ביחידת נפח אחרת. החומר יכול להיות מוצק, נוזלי או גז. משקל או מסה לא משחקים שום תפקיד בשיקול הנפח. אם רוצים לדעת את הצפיפות של חומר שתופס נפח, יש להכניס מסה.

הקשר המתמטי בין צפיפות ונפח הוא קשר פשוט.

המשוואה המתמטית היא D = M / V. הצפיפות שווה למסה, בין אם גרם, קילוגרמים או יחידה אחרת, חלקי הנפח שתופסת המסה. אם חתיכת מתכת שוקלת 25 גרם והיא בנפח 5 ס"מ מעוקב, צפיפותה היא 25 גרם / 5 ס"מ מעוקב = 5 גרם לס"מ מעוקב.

חוק הגז האידיאלי ממחיש כיצד אם משוואה מכילה נפח, המונח צפיפות עשוי להחליף אותה להשפעה טובה. חוק גז זה בדרך כלל קורא PV = nRT, כאשר P הוא לחץ, n הוא מספר שומות הגז הנבדקות, R הוא קבוע הגז האידיאלי ו- T הוא הטמפרטורה. כעת מספר השומות קשור למסה או למשקל וניתן לכתוב אותו n = m / MW, כאשר m הוא מסת הגז, ו- M הוא המשקל המולקולרי שלו. לאחר מכן ניתן לכתוב את משוואת הגז האידיאלית PV = (m / M) RT.

כאשר אנו מחלקים את שני צידי המשוואה בנפח, V, אנו מוצאים את P = (m / MV) RT. בשילוב משוואה 1 עם משוואה 4, אנו מקבלים P = (D / M) RT.

חיסלנו למעשה את הנפח מהמשוואה, והחלפנו אותו בצפיפות. הפכנו נפח לצפיפות. ניתן להשתמש בנוחות בצורה זו של חוק הגז האידיאלי אם ידוע לך על מסת הגז הקיימת, ולא על נפחו. כמובן שניתן להמיר חזרה לנפח פשוט על ידי היפוך התהליך.

בעת המרת נפח לצפיפות, סביר להשתמש ביחידות המופעלות בדרך כלל וסבירות יחסית. למשל, למרות שאפשר לעשות זאת, בדרך כלל אף אחד לא מדווח על צפיפות בגרם לחצר מעוקב, או לירות לסנטימטר מעוקב. יחידות סטנדרטיות יותר הן גרם לסנטימטר מעוקב וקילו למגרש מעוקב. הסיבה לכך היא שנפח חומר קטן בדרך כלל שוקל מעט, ולכן יחידות משקל מועטות ישמשו בשימוש בנפחים קטנים יותר. המונים גדולים יותר דורשים נפחים גדולים יותר.

לבסוף, יש להשתמש ביחידות מטריות של מסה עם יחידות נפח מטריות, ולא ביחידות "אנגלית" סטנדרטיות וכו '. השימוש בליטר לנפח דורש קילוגרמים ולא קילוגרמים. מצד שני, השימוש ברביעי דורש שימוש באונקיות, ולא במיליליטר, במקרה של נוזלים.