termodinamica

Volumen, masa y densidad


 
Cuando se experimentan con objetos y el agua, se observa que al dejar caer ciertos objetos estos se hunden, otros flotan. Durante esta experimentación se descubre que los objeto pesados se hunden, mientras los livianos no. Cuando se ve un barco, tan pesado en el agua y este no se hunde, surge la pregunta de cómo logran los barcos mantenerse flotando sobre elagua. La respuesta esta en los aspectos relacionados con ciertas propiedades físicas de los materiales, tales como el  volumen, la masa y la densidad de los cuerpos.
 
El Volumen
Los materiales en la naturaleza se encuentran en tres estados: sólido, líquido y  gaseoso . Cada uno tiene propiedades o características propias.
La masa, el volumen, el peso, la densidad y la solubilidad son propiedadesfísicas de la materia.
El volumen es el espacio que ocupa la materia. Por ejemplo, la pelota ocupa más espacio que las metras y la bolsa tiene muy poco espacio para guardar la pelota. Por eso se puede decir que el volumen de  la pelota es mayor que el volumen de las metras.
 

 

 
Presión y temperatura
El volumen de un cuerpo puede variar de acuerdo a la temperatura y la presión a queestá sometido. Por ejemplo, si tienes una lata de refresco vacía y la aplastas totalmente, el volumen que ocupa al final es menor que el que tenía al inicio porque fue sometida a mucha presión.
El aumento de la temperatura hará variar el volumen de algún material, por ejemplo, al elevar la temperatura del agua  ella se expande y sube su volumen como  puede observarse al hervir el agua.
 
Elvolumen también se puede medir, la unidad de medida es el metro cúbico (m3) o también el litro, que es una medida de capacidad. El volumen también  puede expresarse usando los múltiplos y submúltiplos de las anteriores medidas.
El volumen de los materiales puede ser calculado,  de la siguiente manera:
 

Volumen de líquidos y gases:  se determina midiendo la capacidad del envase con recipientesgraduados transparentes como los cilindros, las buretas. Estos son tubos largos de vidrio, abiertos en un extremo y por el otro terminan con una llave. Ellos están graduados con una escala en centímetros cúbicos (cc o cm3).
Los gases se miden con  un eudiómetro.  Aparato que funciona basándose en los efectos químicos que puede provocar una chispa eléctrica.
Volumen de sólidos: el  cálculo delvolumen de un sólido se puede hacer de dos maneras:
 

 
1.- Sólidos regulares: se calcula aplicando la fórmula matemática.
V= a x h x l
 
 
Por ejemplo:  Se desea calcular el volumen de un cubo cuyos lados miden 5 cm.
Cubo:  l= h= a (Esto quiere decir que un cubo tiene sus lados iguales)
Entonces para calcular el volumen:
Volumen =  5cm x 5cm x 5cm= 125 cm 3
Para calcular el volumen de unparalelepípedo cuya base (largo) mide 10 cm, su altura es de 4 cm  y su ancho de  5 cm. Entonces:
Volumen = 10 cm x 4 cm x 5 cm = 200 cm3.
 
2.- Sólidos irregulares: son sólidos que no tienen forma definida, como las piedras. Para calcular el volumen de éstos, se   determina el volumen de agua que desalojan al ser introducidos en un envase que contenga este líquido.
 

 
Por  ejemplo, sedesea saber  el volumen de una piedra, ésta se introduce en un recipiente graduado (vaso de precipitado, cilindro graduado u otro apropiado para este fin) que contiene una determinada cantidad de agua. Se observa la variación del volumen en el recipiente  y esa será el volumen de dicha piedra.
Ejemplo: Si tenemos un cilindro graduado que contiene 5 cc de agua, se introduce la piedra y se observaque el volumen es de 9 cc; evidentemente el volumen varió de 5 cc á 9 cc; la variación es de 4 cc, entonces, el volumen de la piedra es igual a 4 cc
Cálculo:
V1 =  5 cc
V2 =   9 cc
Volumen de la piedra = V2 – V1
Volumen de la piedra = 9cc – 5cc = 4 cc.
 

 
La densidad
Es común preguntarse porque  un barco que es tan grande y tan pesado, no se hunde en el agua. Esto tiene que ver con la...