Volumen específico
En termodinámica, el volumen específico (,nu) de una sustancia es una propiedad intrínseca de la sustancia, definida como la relación entre el volumen de la sustancia (V) y su masa (m). Es el recíproco de la densidad ρ (rho) y está relacionado con el volumen molar y la masa molar:
Conceptos Molares | ||
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Constantes | ||
Medidas físicas | ||
Leyes |
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La unidad estándar de volumen específico es metros cúbicos por kilogramo (m3/kg), pero otras unidades incluyen pies3 /lb, pies3 /slug o mL/g.[1]
El volumen específico de un gas ideal está relacionado con la constante molar de los gases (R) y la temperatura (T), la presión (P) y la masa molar (M) del gas, como se muestra:
Desde y
Aplicaciones
El volumen específico se aplica comúnmente a:
Si en una cámara hermética de volumen variable que contiene una cierta cantidad de átomos de gas, se puede tener cuatro casos:
- Si la cámara se hace más pequeña sin permitir la entrada o salida de gas, la densidad aumenta y el volumen específico disminuye.
- Si la cámara se expande sin dejar entrar ni salir gas, la densidad disminuye y el volumen específico aumenta.
- Si el tamaño de la cámara permanece constante y se inyectan nuevos átomos de gas, la densidad aumenta y el volumen específico disminuye.
- Si el tamaño de la cámara permanece constante y se eliminan algunos átomos, la densidad disminuye y el volumen específico aumenta.
La densidad de los gases cambia incluso con ligeras variaciones de temperatura, mientras que las densidades de líquidos y sólidos, cambian muy poco. Por lo que pequeños cambios de temperatura tendrán un efecto notable en volúmenes específicos.
La densidad media de la sangre humana es 1060 kg/m3, siendo el volumen específico que se correlaciona con esa densidad es 0,00094 m3/kg.[2]
Volumen específico de soluciones
El volumen específico de una solución no ideal es la suma de los volúmenes específicos parciales de los componentes:
M es la masa molar de la mezcla.
Volúmenes específicos comunes
La siguiente tabla muestra las densidades y los volúmenes específicos de varias sustancias a temperatura y presión estándar, es decir a 0 °C (273,15 K, 32 °F) y 1 atm (101,325 kN/m2, 101,325 kPa, 14,7 psia, 0 psig, 30 pulgadas de Hg, 760 torr).[3]
Nombre de la sustancia | Densidad | Volumen específico |
---|---|---|
(kg/m3) | (m3/kg) | |
Aire | 1.225 | 0.816 |
Hielo | 916.7 | 0.00109 |
Agua (líquida) | 1000 | 0.00100 |
Agua salada | 1030 | 0.00097 |
Mercurio | 13546 | 0.00007 |
R-22* | 3.66 | 0.273 |
Amoníaco | 0.769 | 1.30 |
Dióxido de carbono | 1.977 | 0.506 |
Cloro | 2.994 | 0.334 |
Hidrógeno | 0.0899 | 11.12 |
Metano | 0.717 | 1.39 |
Nitrógeno | 1.25 | 0.799 |
Vapor* | 0.804 | 1.24 |
* valores no tomados a temperatura y presión estándar
Referencias
- Moran, Michael (7 de diciembre de 2010). Fundamentals of Engineering Thermodynamics. Wiley. ISBN 978-0-470-49590-2.
- Silverthorn, Dee (2010). Human Physiology. Pearson. ISBN 978-0-321-55980-7.
- «Engineering Tool Box». Consultado el 14 de abril de 2013.