Об’єм - це простір, який займає речовина в тривимірному вимірі, незалежно від того, чи вимірюється ця кількість у кубічних сантиметрах, кубічних ярдах чи іншій одиниці об’єму. Речовина може бути твердим, рідким або газовим. Вага чи маса не відіграють жодної ролі при врахуванні об’єму. Якщо хочеться знати щільність речовини, що займає об’єм, тоді потрібно ввести масу.
Рівняння
Математичний зв’язок між щільністю та об’ємом є простим.
Математичне рівняння D = M / V. Щільність дорівнює масі, у грамах, фунтах чи іншій одиниці, поділеній на об’єм, який займає маса. Якщо шматок металу важить 25 г і він має об’єм 5 кубічних см, його щільність становить 25 г / 5 кубічних см = 5 г на кубічний см.
Закон про ідеальний газ
Закон ідеального газу ілюструє, як якщо рівняння містить об’єм, термін щільність може замінити його з хорошим ефектом. Цей газовий закон зазвичай читає PV = nRT, де P - тиск, n - кількість розглянутих молей газу, R - ідеальна газова постійна, T - температура. Тепер кількість молей пов'язано з масою або вагою і може бути записано n = m / МВт, де m - маса газу, а M - його молекулярна маса. Тоді рівняння ідеального газу можна записати PV = (м / М) RT.
Перетворення обсягу в щільність
Поділивши обидві сторони рівняння на об'єм, V, ми знаходимо P = (m / MV) RT. Поєднуючи рівняння 1 з рівнянням 4, отримуємо P = (D / M) RT.
Ми фактично виключили об’єм із рівняння, замінивши його щільністю. Ми перетворили об’єм у щільність. Цю форму закону ідеального газу можна зручно використовувати, якщо ви знаєте масу газу, а не його об’єм. Звичайно, ви можете перетворити назад на обсяг, просто змінивши процес назад.
Розумні одиниці
При перетворенні об’єму в щільність доцільно використовувати одиниці, які зазвичай використовуються і пропорційно обґрунтовані. Наприклад, хоча це можливо, ніхто зазвичай не повідомляє щільність у грамах на кубічний ярд або у фунтах на кубічний сантиметр. Більш стандартними одиницями є грами на кубічний сантиметр і фунти на кубічний ярд. Це пов’язано з тим, що невеликий об’єм матеріалу зазвичай мало важить, і при використанні менших об’ємів буде використано так мало одиниць ваги. Більші маси вимагають більших обсягів.
Послідовні вимірювальні системи
Нарешті, метричні одиниці маси слід використовувати з метричними одиницями об’єму, а не зі стандартними “англійськими” одиницями тощо. Використання літрів для обсягу вимагає кілограмів, а не фунтів. З іншого боку, використання кварт вимагає використання унцій, а не мілілітрів, у випадку рідини.