Volume is de hoeveelheid ruimte die een stof in drie dimensies inneemt, of die hoeveelheid nu wordt gemeten in kubieke centimeters, kubieke yards of een andere volume-eenheid. De stof kan vast, vloeibaar of gasvormig zijn. Gewicht of massa speelt geen rol bij de afweging van volume. Als men de dichtheid wil weten van een stof die een volume inneemt, dan moet er massa worden ingevoerd.
De vergelijking
De wiskundige relatie tussen dichtheid en volume is eenvoudig.
De wiskundige vergelijking is D = M / V. Dichtheid is gelijk aan de massa, in gram, pond of een andere eenheid, gedeeld door het volume dat de massa inneemt. Als een stuk metaal 25 g weegt en een volume van 5 kubieke cm heeft, is de dichtheid 25 g / 5 kubieke cm = 5 g per kubieke cm.
Ideale gaswet
De ideale gaswet illustreert hoe als een vergelijking volume bevat, de term dichtheid dit met goed resultaat zou kunnen vervangen. Die gaswet luidt gewoonlijk PV = nRT, waarbij P de druk is, n het aantal mol gas in kwestie, R de ideale gasconstante is en T de temperatuur is. Nu is het aantal mol gerelateerd aan massa of gewicht en kan worden geschreven n = m / MW, waarbij m de massa van gas is en M het molecuulgewicht is. De ideale gasvergelijking kan dan worden geschreven PV = (m / M) RT.
Volume omzetten in dichtheid
Als we beide zijden van de vergelijking delen door het volume, V, vinden we P = (m / MV) RT. Door vergelijking 1 te combineren met vergelijking 4, verkrijgen we P = (D/M) RT.
We hebben het volume in feite helemaal uit de vergelijking geëlimineerd en vervangen door dichtheid. We hebben volume omgezet in dichtheid. Deze vorm van de ideale gaswet kan gemakkelijk worden gebruikt als u de aanwezige gasmassa kent, in plaats van het volume. Natuurlijk kunt u terug naar volume converteren door het proces eenvoudig om te keren.
Redelijke eenheden
Bij het omrekenen van volume naar dichtheid is het redelijk om algemeen gebruikte en proportioneel redelijke eenheden te gebruiken. Hoewel het bijvoorbeeld mogelijk is om dit te doen, vermeldt niemand gewoonlijk de dichtheid in gram per kubieke meter of pond per kubieke centimeter. Meer standaardeenheden zijn gram per kubieke centimeter en pond per kubieke meter. Dit komt omdat een klein volume materiaal gewoonlijk weinig weegt, en er dus weinig gewichtseenheden zouden worden gebruikt bij het gebruik van kleinere volumes. Grotere massa's vragen om grotere volumes.
Consistente meetsystemen
Ten slotte moeten metrische eenheden van massa worden gebruikt met metrische volume-eenheden, in plaats van de standaard "Engelse" eenheden, enzovoort. Het gebruik van liters voor volume vraagt om kilogrammen in plaats van ponden. Aan de andere kant vereist het gebruik van quarts het gebruik van ounces in plaats van milliliter in het geval van vloeistof.