Volum er mengden plass et stoff opptar i tredimensjoner, enten mengden måles i kubikkcentimeter, kubikkmeter eller en annen volumenhet. Stoffet kan være fast, flytende eller gass. Vekt eller masse spiller ingen rolle i hensynet til volum. Hvis man ønsker å vite tettheten til et stoff som opptar et volum, må det innføres masse.
Ligningen
Det matematiske forholdet mellom tetthet og volum er enkelt.
Den matematiske ligningen er D = M / V. Tetthet er lik massen, enten i gram, pund eller en annen enhet, delt på volumet som massen opptar. Hvis et metallstykke veier 25 g og det har et volum på 5 kubikk cm, er densiteten 25 g / 5 kubikk cm = 5 g per kubikk cm.
Ideell gasslov
Den ideelle gassloven illustrerer hvordan hvis en ligning inneholder volum, kan begrepet tetthet erstatte den med god effekt. Den gassloven leser vanligvis PV = nRT, hvor P er trykk, n er antall mol gass som vurderes, R er den ideelle gasskonstanten, og T er temperaturen. Nå er antall mol relatert til masse eller vekt og kan skrives n = m / MW, hvor m er massen av gass, og M er dens molekylvekt. Den ideelle gassligningen kan da skrives PV = (m / M) RT.
Konvertere volum til tetthet
Når vi deler begge sider av ligningen med volumet, V, finner vi P = (m / MV) RT. Ved å kombinere ligning 1 med ligning 4 får vi P = (D / M) RT.
Vi har effektivt eliminert volumet helt fra ligningen og erstattet det med tetthet. Vi har konvertert volum til tetthet. Denne formen for den ideelle gassloven kan enkelt brukes hvis du kjenner til mengden gass, i stedet for volumet. Selvfølgelig kan du konvertere tilbake til volum ved bare å reversere prosessen.
Rimelige enheter
Når du konverterer volum til tetthet, er det rimelig å bruke enheter som er vanlig og forholdsmessig rimelige. For eksempel, selv om det er mulig å gjøre det, rapporterer ingen vanligvis tetthet i gram per kubikkmeter, eller pund per kubikkcentimeter. Flere standardenheter er gram per kubikkcentimeter og pund per kubikkmeter. Dette er fordi et lite volum materiale vanligvis veier lite, og så lite vektenheter vil bli brukt når du bruker mindre volumer. Større masser krever større volumer.
Konsekvente målesystemer
Til slutt bør metriske masseenheter brukes med metriske volumenheter, i stedet for standard "engelske" enheter, og så videre. Bruk av liter for volum krever kilo i stedet for pund. På den annen side krever bruk av kvarter bruk av gram, i stedet for milliliter, når det gjelder væske.