Objętość to ilość miejsca zajmowanego przez substancję w trzech wymiarach, niezależnie od tego, czy ilość ta jest mierzona w centymetrach sześciennych, jardach sześciennych czy w innej jednostce objętości. Substancja może być stała, ciekła lub gazowa. Waga lub masa nie odgrywają żadnej roli w ocenie objętości. Jeśli chce się poznać gęstość substancji zajmującej objętość, należy wprowadzić masę.
Równanie
Matematyczna zależność między gęstością a objętością jest prosta.
Równanie matematyczne to D = M / V. Gęstość jest równa masie, wyrażonej w gramach, funtach lub innej jednostce, podzielonej przez objętość, jaką zajmuje masa. Jeśli kawałek metalu waży 25 g i ma objętość 5 cm sześciennych, jego gęstość wynosi 25 g / 5 cm sześciennych = 5 g na cm sześcienny.
Prawo dotyczące gazu doskonałego
Prawo gazu doskonałego ilustruje, jak jeśli równanie zawiera objętość, termin gęstość może go z dobrym skutkiem zastąpić. To prawo gazu zwykle brzmi PV = nRT, gdzie P to ciśnienie, n to liczba moli rozważanego gazu, R to idealna stała gazu, a T to temperatura. Teraz liczba moli jest związana z masą lub wagą i można ją zapisać n = m / MW, gdzie m to masa gazu, a M to jego masa cząsteczkowa. Równanie gazu doskonałego można następnie zapisać PV = (m / M) RT.
Zamiana objętości na gęstość
Dzieląc obie strony równania przez objętość V, znajdujemy następnie P = (m / MV) RT. Łącząc równanie 1 z równaniem 4 otrzymujemy P = (D/M) RT.
Skutecznie wyeliminowaliśmy objętość z równania, zastępując ją gęstością. Przeliczyliśmy objętość na gęstość. Ta forma równania stanu gazu doskonałego może być wygodnie użyta, jeśli znasz masę obecnego gazu, a nie jego objętość. Oczywiście możesz przekonwertować z powrotem na głośność, po prostu odwracając proces.
Rozsądne jednostki
Przy przeliczaniu objętości na gęstość rozsądne jest stosowanie powszechnie stosowanych jednostek i proporcjonalnie uzasadnione. Na przykład, chociaż jest to możliwe, nikt zwykle nie podaje gęstości w gramach na jard sześcienny lub funtach na centymetr sześcienny. Bardziej standardowe jednostki to gramy na centymetr sześcienny i funty na jard sześcienny. Dzieje się tak, ponieważ niewielka objętość materiału zwykle waży niewiele, a więc przy mniejszych objętościach stosuje się małe jednostki masy. Większe masy wymagają większych ilości.
Spójne systemy pomiarowe
Wreszcie, z metrycznymi jednostkami objętości należy używać metrycznych jednostek masy, a nie standardowych jednostek „angielskich” i tak dalej. Użycie litrów do objętości wymaga podania kilogramów, a nie funtów. Z drugiej strony użycie kwarty wymaga użycia uncji, a nie mililitrów w przypadku cieczy.