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. Peso ou massa não desempenha nenhum papel na consideração do volume. Se alguém deseja conhecer 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 um pedaço de metal pesa 25 ge tem um volume de 5 cm3, sua densidade é 25 g /5 cm = 5 g por cm cúbico.

Lei dos gases ideais

A lei dos gases ideais ilustra como, se uma equação contém volume, o termo densidade pode substituí-la por um bom efeito. Aquela lei de gás ordinariamente lê PV = nRT, onde P é pressão, n é o número de mols de gás em consideração, R é a constante de gás ideal, 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 de gás, e M é seu peso molecular. A equação de gás ideal pode então ser escrita PV = (m /M) RT.

Convertendo Volume em Densidade

Dividindo ambos os lados da equação pelo volume, V, então encontramos P = (m /MV) RT. Combinando a equação 1 com a equação 4, obtemos P = (D /M) RT.

Eliminamos efetivamente o volume da equação, substituindo-a por densidade. Nós convertemos volume em densidade. Esta forma da lei dos gases ideais pode ser convenientemente usada se você conhece a massa de gás presente, em vez de seu volume. É claro que você pode converter de volta ao volume simplesmente revertendo o processo.

Unidades Razoáveis ​​

Ao converter o volume em densidade, é razoável usar unidades comumente empregadas e proporcionalmente razoáveis. Por exemplo, embora seja possível fazê-lo, ninguém 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 tão poucas unidades de peso seriam empregadas ao usar volumes menores. Massas maiores exigem volumes maiores.

Sistemas de Medição Consistentes

Por fim, 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 por 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 do líquido.