Volumul este cantitatea de spațiu pe care o substanță o ocupă în trei dimensiuni, indiferent dacă acea cantitate este măsurată în centimetri cubi, curți cubice sau o altă unitate de volum. Substanța poate fi solidă, lichidă sau gazoasă. Greutatea sau masa nu joacă niciun rol în luarea în considerare a volumului. Dacă se dorește cunoașterea densității unei substanțe care ocupă un volum, atunci trebuie introdusă masa.
Ecuația
Relația matematică dintre densitate și volum este una simplă.
Ecuația matematică este D = M / V. Densitatea este egală cu masa, indiferent dacă este în grame, kilograme sau altă unitate, împărțită la volumul pe care îl ocupă masa. Dacă o bucată de metal cântărește 25 g și are un volum de 5 cm cubi, densitatea sa este de 25 g / 5 cm cubi = 5 g pe cm cub.
Legea gazelor ideale
Legea ideală a gazelor ilustrează cum, dacă o ecuație conține volum, termenul densitate ar putea să-l înlocuiască cu un efect bun. Această lege a gazului citește în mod obișnuit PV = nRT, unde P este presiune, n este numărul de moli de gaz în cauză, R este constanta ideală a gazului și T este temperatura. Acum, numărul de moli este legat de masă sau greutate și poate fi scris n = m / MW, unde m este masa gazului, iar M este greutatea sa moleculară. Ecuația gazului ideal poate fi apoi scrisă PV = (m / M) RT.
Conversia volumului în densitate
Împărțind ambele părți ale ecuației cu volumul, V, găsim apoi P = (m / MV) RT. Combinând ecuația 1 cu ecuația 4, obținem P = (D / M) RT.
Am eliminat efectiv volumul cu totul din ecuație, înlocuindu-l cu densitatea. Am convertit volumul în densitate. Această formă a legii gazului ideal poate fi utilizată în mod convenabil dacă cunoașteți masa gazului prezent, mai degrabă decât volumul acestuia. Desigur, puteți converti înapoi în volum prin simpla inversare a procesului.
Unități rezonabile
Când convertiți volumul în densitate, este rezonabil să utilizați unități utilizate în mod obișnuit și proporțional rezonabile. De exemplu, deși este posibil să se facă acest lucru, nimeni nu raportează în mod obișnuit densitatea în grame pe curte cubice sau în kilograme pe centimetru cub. Mai multe unități standard sunt grame pe centimetru cub și lire sterline pe curte cubice. Acest lucru se datorează faptului că un volum mic de material cântărește de obicei puțin, și așa de puține unități de greutate ar fi utilizate atunci când se utilizează volume mai mici. Masele mai mari solicită volume mai mari.
Sisteme de măsurare consecvente
În cele din urmă, unitățile metrice de masă ar trebui utilizate cu unitățile metrice de volum, mai degrabă decât cu unitățile standard „englezești” și așa mai departe. Utilizarea litrilor pentru volum necesită mai degrabă kilograme decât kilograme. Pe de altă parte, utilizarea litrelor necesită utilizarea unciilor, mai degrabă decât a mililitrilor, în cazul lichidului.