Volumen
El volumen es la cantidad de espacio que ocupa un objeto o un líquido, medido en mililitros o centímetros cúbicos mediante una fórmula o por desplazamiento de agua.
Formula
V = l \times w \times h
Definition
El volumen es cuánto espacio ocupa algo: para un líquido lo lees en un recipiente medidor, y para una forma de caja multiplicas largo por ancho por alto, $V = l \times w \times h$. Se mide en litros y mililitros para líquidos o en centímetros cúbicos y metros cúbicos para sólidos, con $1\ \text{mL} = 1\ \text{cm}^3$, y el volumen de un sólido irregular se halla por desplazamiento de agua: sumérgelo en una probeta graduada y resta el nivel inicial del nivel final. El volumen es una propiedad extensiva que escala con la cantidad de material y, para líquidos y gases, depende de la temperatura y la presión. El desplazamiento es válido solo para objetos que se hunden y que ni absorben ni se disuelven en el líquido, y las graduaciones de la probeta suelen fijar la incertidumbre límite en una medición de densidad.
Example
Un bloque de $4\ \text{cm}$ de largo, $2\ \text{cm}$ de ancho y $3\ \text{cm}$ de alto tiene un volumen de $4 \times 2 \times 3 = 24\ \text{cm}^3$, y el agua vertida hasta la línea de $50$ en una probeta tiene un volumen de $50\ \text{mL}$. Una probeta contiene $20.0\ \text{mL}$ de agua, se introduce una roca, y el nivel sube a $25.0\ \text{mL}$, así que el volumen de la roca es $5.0\ \text{cm}^3$ y con una masa de $13.5\ \text{g}$ su densidad es $2.7\ \text{g/cm}^3$. Ese $5.0\ \text{mL}$ de una probeta graduada cada $1\ \text{mL}$ lleva aproximadamente $\pm 0.14\ \text{mL}$ en la diferencia de dos lecturas, cerca de $3\%$, y una probeta de $10\ \text{mL}$ graduada cada $0.1\ \text{mL}$ reduciría eso unas diez veces, más de lo que cualquier balanza mejor podría lograr.
Key Insight
Un mililitro y un centímetro cúbico son la misma cantidad de espacio; un cubo de azúcar mide alrededor de $1\ \text{cm}^3$ y, si estuviera hueco, contendría cerca de $1\ \text{mL}$ de agua. El desplazamiento funciona porque dos cosas no pueden ocupar el mismo espacio, así que el agua que se aparta tiene exactamente el volumen del objeto que entró. El volumen es la medición más sensible a la técnica, y una burbuja de aire atrapada, una pared de probeta mojada o un menisco leído desde arriba sesgan cada uno en una dirección conocida, así que saber hacia qué lado empuja cada error te permite diagnosticar una densidad rara antes de repetir el ensayo.