Volum masic

În termodinamică volumul masic^[1], (denumire anterioară volumul specific^[1]^[2]) al unei substanțe (simbol: $v$ ) este o mărime fizică intensivă, definită ca raportul dintre volumul, $V$ , al substanței și masa sa, $m$ . Este inversul densității, $ρ$ (ro). Valoarea sa se poate obține și din raportul dintre volumul molar, $V m$ și masa molară, $M$ :

v={\frac {V}{m}}=\rho ^{-1}={\frac {V_{m}}{M}}

În SI unitatea de măsură a volumului masic este metrul cub pe kilogram (m³/kg).^[1]^[3]

Volumul masic pentru un gaz ideal este legat de constanta molară a gazului, $R m$ , de temperatura $T$ , presiunea, $p$ , și masa molară, $M$ . Deoarece $pV=nR_{m}T$ și ${\textstyle n={\frac {m}{M}}}$ :

v={\frac {V}{m}}={\frac {R_{m}T}{pM}}

Descriere

Volumul masic se folosește de obicei în relațiile în care apar mărimile:

Fie o cameră etanșă, cu volum variabil, care conține un anumit număr de atomi de oxigen gazos. Atunci,

dacă camera este făcută mai mică fără a permite gazului să intre sau să iasă, densitatea crește și volumul masic scade;
dacă camera se extinde fără a lăsa gaz să intre sau să iasă, densitatea scade și volumul masic crește;
dacă dimensiunea camerei rămâne constantă și sunt injectați noi atomi de gaz, densitatea crește și volumul masic scade;
dacă dimensiunea camerei rămâne constantă și unii atomi de gaz sunt îndepărtați, densitatea scade și volumul masic crește.

Volumul masic este invers proporțional cu densitatea. Dacă densitatea unei substanțe se dublează, volumul ei masic, exprimat în aceleași unități, se reduce la jumătate. Dacă densitatea scade la 1/10 valoarea sa anterioară, volumul masic, exprimat în aceleași unități, crește de 10 ori.

Densitatea gazelor se modifică la variații chiar ușoare ale temperaturii, în timp ce densitățile lichidelor și solidelor, care sunt considerate în general incompresibile, se vor schimba foarte puțin. Volumul masic este inversul densității unei substanțe; prin urmare, trebuie luat în considerare cu atenție în situații care implică gaze. Micile modificări ale temperaturii vor avea un efect vizibil asupra unor volume masice.

Densitatea medie a sângelui uman este de 1060 kg/m³. Volumul masic care se corelează cu acea densitate este de 0,00094 m³/kg. Se observă că volumul masic mediu al sângelui este aproape identic cu cel al apei, de 0,00100 m³/kg.^[4]

Tabel cu volume masice mai comune

Tabelul de mai jos afișează densitățile și volumele masice pentru diferite substanțe comune care pot fi utile. Valorile sunt prezentate în condiții normale: temperatura de 0 °C și presiunea de 101325 Pa.^[5] Pentru gaze, valorile din tabel au fost aduse la condiții normale pe baza volumului molar normal de 22,414 m³/mol și a masei molare din tabel.

Substanța	Masă molară	Densitate	Volum masic
Substanța	(kg/mol)	(kg/m³)	(m³/kg)
Aer	29	1,293	0,773
Azot	28,02	1,2506	0,800
Oxigen	32,00	1,429	0,700
Amoniac	17,031	0,760	1,316
Clor	70,906	3,163	0,316
Dioxid de carbon	44,01	1,977	0,506
Hidrogen	2,016	0,0899	11,12
Metan	16,043	0,717	1,395
Freon R-22	86,48	3,858	0,259
Vapori de apă	18,016	0,804	1,24
Apă (lichid)	–	1000	0,00100
Apă sărată	–	1030	0,00097
Gheață	–	916,7	0,00109
Mercur	–	13546	0,00007

Note

^ ^a ^b ^c Institutul Național de Metrologie, Unități de măsură legale în România, Metrologie, vol. LIII (serie nouă), 2006, nr. 1–4, accesat 2024-06-25
^ Bazil Popa și colab., Manualul inginerului termotehnician (MIT), vol. 1, București: Editura Tehnică, 1986, p. 66
^ en Moran, Michael (7 decembrie 2010). Fundamentals of Engineering Thermodynamics. Wiley. ISBN 978-0-470-49590-2.
^ en Silverthorn, Dee (2010). Human Physiology. Pearson. ISBN 978-0-321-55980-7.
^ en „Engineering Tool Box”. Accesat în 25 iunie 2024.

Vezi și

Portal Fizică

Lista proprietăților termodinamice

[INM-1] Institutul Național de Metrologie, Unități de măsură legale în România, Metrologie, vol. LIII (serie nouă), 2006, nr. 1–4, accesat 2024-06-25

[MIT-2] Bazil Popa și colab., Manualul inginerului termotehnician (MIT), vol. 1, București: Editura Tehnică, 1986, p. 66

[3] Moran, Michael (7 decembrie 2010). Fundamentals of Engineering Thermodynamics. Wiley. ISBN 978-0-470-49590-2.

[4] Silverthorn, Dee (2010). Human Physiology. Pearson. ISBN 978-0-321-55980-7.

[5] „Engineering Tool Box”. Accesat în 25 iunie 2024.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]