Volymen är den mängd utrymme ett ämne upptar i tre dimensioner, huruvida den kvantiteten mäts i kubikcentimeter, kubikmeter eller en annan volymenhet. Ämnet kan vara fast, flytande eller gas. Vikt eller massa spelar ingen roll när man beaktar volymen. Om man vill veta densiteten hos ett ämne som upptar en volym, måste massan introduceras.

Ekvationen

Det matematiska förhållandet mellan densitet och volym är en enkel.

Den matematiska ekvationen är D = M /V. Densiteten är lika med massan, i gram, pund eller annan enhet, dividerat med volymen som massan upptar. Om en metallplåt väger 25 g och den har en volym på 5 kubik cm, är densiteten 25 g /5 kubik cm = 5 g per kubik cm.

Ideal Gas Law

idealgaslagstiftning illustrerar hur om en ekvation innehåller volym, kan termen densitet ersätta den med god effekt. Den gaslagstiftningen läser vanligtvis PV = nRT, där P är tryck, n är antalet moler gas som behandlas, R är den ideala gaskonstanten och T är temperaturen. Nu är antalet moler relaterade till massa eller vikt och kan skrivas n = m /MW, där m är gasens massa och M är dess molekylvikt. Den ideala gasekvationen kan då skrivas PV = (m /M) RT.

Omvandla volym till densitet

Dela upp båda sidor av ekvationen med volymen, V, vi hittar P = (m /MV) RT. Genom att kombinera ekvation 1 med ekvation 4 erhåller vi P = (D /M) RT.

Vi har effektivt eliminerat volymen helt från ekvationen och ersätter den med densitet. Vi har omvandlat volymen till densitet. Denna form av den ideala gaslagen kan bekvämt användas om du vet massan av gas närvarande, snarare än dess volym. Naturligtvis kan du konvertera tillbaka till volymen genom att helt enkelt vända processen.

Rimliga enheter

När man konverterar volym till densitet är det rimligt att använda enheter som är vanligtvis anställda och proportionellt rimliga. Till exempel, även om det är möjligt att göra det, rapporterar ingen vanligtvis täthet i gram per kubikmeter eller pund per kubikcentimeter. Fler standardenheter är gram per kubikcentimeter och pund per kubikgård. Detta beror på att en liten mängd material vanligtvis väger lite, och så små viktdelar skulle användas vid användning av mindre volymer. Större massor kräver större volymer.

Konsekventa mätsystem

Slutligen bör metriska enheter av massa användas med metriska volymenheter, i stället för standard "engelska" enheter och så vidare. Användningen av liter för volym kräver kilogram snarare än pund. Å andra sidan kräver användningen av quarts att användningen av ounce, i stället för milliliter, i fråga om vätska.