El volumen es la propiedad física de la materia por la que abarca un espacio de tres dimensiones: largo, ancho, profundidad. En este artículo encontrarás ejemplos de volumen, su cálculo y unidades.
Todas las sustancias ocupan un volumen, pero esto va a depender del estado físico en el que se encuentren ya que se mide distinto para sólidos que para líquidos y gases.
Los sólidos tienen una geometría definida por lo que se puede calcular su volumen fácilmente, midiendo su largo, su ancho, su profundidad o las dimensiones que correspondan a su forma.
Los líquidos por su cuenta no tienen un volumen definido, sino que deben encontrarse encerrados en un recipiente. El recipiente tiene una forma que se puede medir, y de este modo es posible apreciar correctamente lo que comprende el líquido de ese volumen.
Para los gases es el mismo caso. No tienen volumen, por lo que se les contiene en recipientes y así adquieren exactamente el volumen de estos. Por eso, calcular el volumen del recipiente es calcular el volumen del gas.
En este artículo, encontrarás:
Unidades de volumen
El volumen se expresa principalmente en unidades de distancia elevadas al cubo. Cada sistema de unidades tiene las propias y se dispone de ellas para hacer los cálculos de volumen cuando se requiera.
En la era industrializada, se fueron agregando más unidades que sirven para un ámbito específico, como los barriles que se expresan como bbl en la industria petrolera. Se mencionan todas en los siguientes apartados.
Unidades de volumen en el sistema internacional
El sistema internacional tiene como unidad de distancia básica el metro (m), y de esta parten todas las demás para área, volumen y todas las demás derivadas. Las unidades de volumen en este sistema son:
- Metro cúbico (m3)
- Decímetro cúbico (dm3) o litro (l)
- Centímetro cúbico (cm3) o mililitro (ml)
- Kilómetro cúbico (Km3)
Unidades de volumen en el sistema inglés
El sistema inglés tiene como unidades de distancia el pie (ft), la pulgada (in), la yarda (yd), la milla (mi). De ellas se derivan sus respectivas unidades de volumen y además se agregan las unidades particulares:
- Pie cúbico (ft3)
- Pulgada cúbica (in3)
- Yarda cúbica (yd3)
- Milla cúbica (mi3)
Cálculo del volumen
El volumen se puede calcular según la forma geométrica de la que se trate. Se utilizan las fórmulas matemáticas que correspondan a cada cuerpo:
- Forma de cubo: Lado*Lado*Lado
- Forma de prisma rectangular: Largo*Ancho*Profundidad
- Forma esférica: π*(radio)3
- Forma cilíndrica: π*(radio)2*altura
Estas son las cuatro formas generales en las que pueden existir los recipientes, por lo que el volumen de los líquidos y de los gases se puede calcular de inmediato, multiplicando sus magnitudes.
Sin embargo, para los sólidos el asunto es diferente. Normalmente no tienen una forma física concreta, así que para conocer su volumen lo que se hace es recurrir al Principio de Arquímedes.
El Principio de Arquímedes
El Principio de Arquímedes surgió cuando fue necesario medir el volumen de una corona de oro sólido, cuya forma geométrica era muy complicada.
Arquímedes descubrió que, al sumergir la corona en un recipiente lleno hasta el borde de agua, el oro sólido de esta desplazaría una masa de agua idéntica a la suya hacia afuera del recipiente. De este modo, ideó la siguiente fórmula:
magua = mcorona
Y como la masa equivale al producto de densidad por volumen (m = ρ*V):
ρagua*Vagua = ρcorona*Vcorona
Usando esta fórmula, la única incógnita que quedaría es el volumen de la corona. Se conoce la densidad del oro ρcorona, la densidad del agua ρagua y el volumen de agua desplazado Vagua. Resolviendo esta ecuación, se conocerá el volumen de la corona Vcorona.
Continúa leyendo: Densidad
Magnitudes relacionadas con el volumen
El volumen es una magnitud muy importante porque de él parten otras que se utilizan en el medio industrial. A continuación, algunos ejemplos:
- Densidad: es la masa que hay de una sustancia por cada unidad de volumen (m/V). Se representa con la letra griega ρ.
- Volumen específico: es el volumen que se abarca por cada unidad de masa (V/m) de una sustancia. Es el inverso de la densidad.
- Gasto o flujo volumétrico: es el volumen de un fluido (gas o líquido) que pasa por una tubería por cada unidad de tiempo (V/t).
- Concentración: en una disolución, la concentración es la masa de soluto que hay por cada unidad de volumen de disolvente (m/V). Relaciona las mismas magnitudes que la densidad, pero la masa de soluto va en moles, que es la unidad de masa utilizada en química.
20 ejemplos de volumen
- 920 gramos de aceite para cocinar abarcan un volumen de 1 litro (920 g = 1 L).
- 7800 kilogramos de acero abarcan un volumen de 1 metro cúbico (7800 Kg = 1 m3).
- 1.03 kilogramos de agua de mar para cocinar abarcan un volumen de 1 litro (1.03 Kg = 1 L).
- 1290 kilogramos de aire abarcan un volumen de 1 metro cúbico (1290 Kg = 1 m3).
- 810 gramos de alcohol etílico abarcan un volumen de 1 litro (810 g = 1 L).
- 2700 kilogramos de aluminio abarcan un volumen de 1 metro cúbico (2700 Kg = 1 m3).
- 8600 kilogramos de bronce abarcan un volumen de 1 metro cúbico (8600 Kg = 1 m3).
- 8900 kilogramos de cobre abarcan un volumen de 1 metro cúbico (8900 Kg = 1 m3).
- 240 gramos de corcho abarcan un volumen de 1 litro (240g = 1L).
- 700 gramos de gasolina abarcan un volumen de 1 litro (700g = 1L).
- 1.26 kilogramos de glicerina abarcan un volumen de 1 litro (1.26 Kg = 1L).
- 0.089 kilogramos de gas hidrógeno abarcan un volumen de 1 metro cúbico (0.089 Kg = 1 m3).
- 920 kilogramos de hielo abarcan un volumen de 1 metro cúbico (920 Kg = 1 m3).
- 7800 kilogramos de hierro abarcan un volumen de 1 metro cúbico (7800 Kg = 1 m3).
- 13600 gramos de mercurio abarcan un volumen de 1 litro (13600 g = 1 L).
- 19300 gramos de oro abarcan un volumen de 1 litro (19300 g = 1 L).
- 1.429 kilogramos de gas oxígeno abarcan un volumen de 1 metro cúbico (1.429 Kg = 1 m3).
- 10500 kilogramos de plata abarcan un volumen de 1 metro cúbico (10500 Kg = 1 m3).
- 21400 kilogramos de platino abarcan un volumen de 1 metro cúbico (21400 Kg = 1 m3).
- 11300 kilogramos de plomo abarcan un volumen de 1 metro cúbico (11300 Kg = 1 m3).
