Volume é a quantidade de espaço que uma substância ocupa em três dimensões, seja essa quantidade medida em centímetros cúbicos, jardas cúbicas ou outra unidade de volume. A substância pode ser sólida, líquida ou gasosa. O peso ou a massa não desempenham nenhum papel na consideração do volume. Se alguém deseja saber a densidade de uma substância que ocupa um volume, então a massa deve ser introduzida.
A equação
A relação matemática entre densidade e volume é simples.
A equação matemática é D = M / V. A densidade é igual à massa, seja em gramas, libras ou outra unidade, dividida pelo volume que a massa ocupa. Se uma peça de metal pesa 25 ge tem um volume de 5 cm cúbicos, sua densidade é 25 g / 5 cm cúbicos = 5 g por cm cúbico.
Lei do Gás Ideal
A lei dos gases ideais ilustra como, se uma equação contém volume, o termo densidade pode substituí-la com bons resultados. Essa lei dos gases normalmente lê PV = nRT, onde P é a pressão, n é o número de moles de gás em consideração, R é a constante ideal do gás e T é a temperatura. Agora, o número de moles está relacionado à massa ou peso e pode ser escrito n = m / MW, onde m é a massa do gás e M é seu peso molecular. A equação do gás ideal pode então ser escrita PV = (m / M) RT.
Convertendo Volume em Densidade
Dividindo ambos os lados da equação pelo volume, V, encontramos P = (m / MV) RT. Combinando a equação 1 com a equação 4, obtemos P = (D / M) RT.
Eliminamos efetivamente todo o volume da equação, substituindo-o pela densidade. Convertemos o volume em densidade. Esta forma da lei dos gases ideais pode ser convenientemente usada se você souber a massa do gás presente, ao invés de seu volume. Claro que você pode converter de volta para o volume simplesmente revertendo o processo.
Unidades Razoáveis
Ao converter volume em densidade, é razoável usar unidades comumente empregadas e proporcionalmente razoável. Por exemplo, embora seja possível fazer isso, ninguém normalmente relata a densidade em gramas por jarda cúbica ou libras por centímetro cúbico. Mais unidades padrão são gramas por centímetro cúbico e libras por jarda cúbica. Isso ocorre porque um pequeno volume de material geralmente pesa pouco e, portanto, poucas unidades de peso seriam empregadas ao usar volumes menores. Massas maiores exigem volumes maiores.
Sistemas de Medição Consistentes
Por último, as unidades métricas de massa devem ser usadas com unidades métricas de volume, em vez das unidades “inglesas” padrão e assim por diante. O uso de litros para volume exige quilogramas em vez de libras. Por outro lado, o uso de quartos exige o uso de onças, ao invés de mililitros, no caso de líquidos.