Volume specifico

Spieghiamo qual è il volume specifico, la sua formula, le unità, come viene calcolata e diamo diversi esempi di calcolo

Qual è il volume specifico?

Lui Volume specifico (rappresentato con il simbolo ν, lettera greca nu) è una proprietà intensiva della questione che misura il volume occupato per unità di massa di un corpo. Corrisponde alla relazione tra volume e massa, quindi rappresenta l'inverso della densità. Ciò significa che, più denso un corpo, più basso è il suo volume specifico e viceversa.

Conoscere il volume specifico di una sostanza è importante nelle applicazioni in cui il volume disponibile è limitato. Ad esempio, selezionando il carburante per un razzo spaziale, l'ideale è che il carburante ha come volume possibile specifico, poiché altrimenti impiegherà troppo spazio, che richiederà un razzo molto grande e costoso.

Volumi specifici sono anche di grande importanza nel campo della termodinamica, poiché consentono semplicemente di calcolare i volumi molari di diverse sostanze dalla sua massa molare o di determinare il volume totale di un campione dalla sua massa.

Infine, cambiamenti di volume specifici consentono anche cambiamenti di fase come fusione e ebollizione, tra gli altri.

Formula di volume specifica

La seguente equazione corrisponde alla definizione matematica del volume specifico:

Dove v è il volume di un corpo o di una sostanza, m è la sua massa e ν è il volume specifico. Tuttavia, può anche essere calcolato dalla densità, poiché, come menzionato sopra, il volume specifico è l'inverso della densità:

Dove ρ rappresenta la densità.

Unità di volume specifiche

Le unità di volume specifiche sono unità di volume su unità di massa. Come al solito, queste magnitudini possono essere espresse in diversi sistemi di unità, quindi il volume specifico può essere espresso anche in unità diverse.

Può servirti: elettrofilo: reazioni, esempi, elettrofilibilità

La tabella seguente mostra le unità di volume specifiche nei sistemi di unità più importanti:

Sistema unitario	Unità di volume specifiche
S.Yo.	M3/kg
MKS	M3/kg
CGS	cm3/g
Sistema Anglo -Saxon	Pie3/lb
Altre unità	ml/g o cm3/g

Calcolo del volume specifico

Per solidi regolari

Nel caso di solidi regolari, il modo più semplice per determinare il volume specifico è determinare il volume dalle dimensioni del solido, e quindi dividere tra la massa.

Per determinare il volume del solido, la formula del volume corrispondente alla forma particolare del solido (sfera, cono, cilindro, ecc.).

Esempio 1: Barra cilindrica

Hai una barra cilindrica solida di 2,54 cm di spessore, 10 cm di lunghezza e una massa di 1,50 kg. Determinare il volume specifico del materiale nelle unità della s.Yo.

• Soluzione: Come sappiamo che è un cilindro, quindi dobbiamo usare la formula del volume di un cilindro e quindi applicare la formula specifica del volume. Entrambe le equazioni possono essere combinate in una come mostrato di seguito:

Esempio 2: sfera di vetro

Un marmo di vetro di 1 cm di diametro viene pesato in equilibrio. Questo ha letto 2,50 g. Determinare il volume specifico del vetro.

• Soluzione: Dal diametro è noto che il raggio della sfera è 0,50 cm. Con questo raggio e usando la formula del volume di una sfera possiamo determinare il volume del marmo. Quindi utilizziamo la formula specifica del volume. Puoi anche combinare entrambe le equazioni in una:

Può servirti: triossido di arsenico (AS2O3)

Per solidi amorfi

Nel caso dei solidi amorfi non è possibile determinarne il volume per mezzo di formule, poiché non sono solidi regolari. Una possibile soluzione è determinare il volume del corpo mediante il volume che si sposta quando si immerge in acqua o in un altro liquido:

Esempio 3: un meteorite

Un meteorite è stato trovato in modo molto strano. Per primo è stato pesato, dopo di che è stata ottenuta una massa di 185,3 g. Quindi è stato introdotto in un cilindro graduato che conteneva 50,0 ml di acqua. Dopo aver sommerso il meteorite, il livello dell'acqua è aumentato a 73,5 ml. Determina il volume specifico del meteorite.

• Soluzione: Come accennato in precedenza, il volume del meteorite è determinato dallo spostamento del liquido. La differenza tra i volumi di acqua nel cilindro graduato prima e dopo aver immerso il meteorite dà il volume dello stesso. Quindi, viene applicata la formula del volume specifica:

Esempio 4: una roccia

Vicino al sito in cui è stato trovato il meteorite dell'esempio precedente, è stata trovata un'altra roccia con un aspetto simile. Questo è stato anche pesato, ottenendo una massa di 125 g e si è immerso in acqua, dove ha spostato 15,90 ml di liquido. Determina se si tratta o meno di un frammento di meteorite.

• Soluzione: Il volume specifico è una proprietà intensiva, quindi se la roccia è realizzata con lo stesso materiale del meteorite, dovrebbe avere lo stesso volume specifico.

Come si può vedere, il volume specifico della roccia è identico a quello del meteorite, quindi è possibile che la roccia ne sia un frammento.

Può servirti: nitrobenzene (C6H5N2): struttura, proprietà, usi, rischi

Liquido

Calcola il volume specifico di un liquido viene eseguito allo stesso modo in cui è stato mostrato negli esempi precedenti. Il volume può essere facilmente misurato usando materiale volumetrico. È inoltre possibile calcolare il volume specifico dalla densità del liquido, come mostrato nel seguente esempio.

Esempio 5: volume specifico di alcol denaturato

Determina il volume specifico di alcol denaturato, sapendo che ha una densità di 0,876 g/ml.

• Soluzione: Sappiamo che il volume specifico è l'inverso della densità, quindi:

Per gas

In considerazione del fatto che la maggior parte dei gas è conforme alla legge sui gas ideali relativamente bene, questa equazione può essere utilizzata per determinare il valore del volume specifico di un gas. Dopo il riordino questa equazione si ottiene la seguente relazione:

dove r, t, m e p sono la costante di gas ideali, temperatura, massa molare di gas e pressione, rispettivamente.

Esempio 6: volume d'aria specifico

Calcola il volume specifico di un campione d'aria presente a 2 atm di pressione e 350 ° C, sapendo che la massa molare media dell'aria è di 28,96 g/mol.

• Soluzione: Per usare questa equazione è necessario trasformare la temperatura in Kelvin aggiungendo 273 alla temperatura in gradi Celsius: t = 350+273 = 623 K. Ora possiamo applicare l'equazione precedente, usando il valore della costante r = 0,08206 ATL.L/mol.K: