magnitud

volumen

La cantidad de espacio tridimensional ocupado por una sustancia.
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Descripción

El volumen es la medida del espacio tridimensional que ocupa una sustancia u objeto. Es una magnitud física fundamental, típicamente medida en metros cúbicos en el sistema SI, y se distingue de la masa, que mide la cantidad de materia. El volumen es una propiedad extensiva, lo que significa que escala con el tamaño del sistema, y desempeña un papel crucial en la determinación de la densidad, la presión y otras propiedades termodinámicas.

Historia

El concepto de volumen se ha comprendido desde la antigüedad, con métodos tempranos para medir volúmenes de objetos irregulares atribuidos a Arquímedes en el siglo III a.C. La formalización matemática moderna llegó con el desarrollo del cálculo por Newton y Leibniz en el siglo XVII.

Cómo funciona

Para un sólido regular, el volumen se puede calcular a partir de sus dimensiones geométricas. Para líquidos y gases, a menudo se mide directamente usando recipientes graduados o por desplazamiento. En física, el volumen es una variable de estado en ecuaciones de estado, como la ley de los gases ideales, donde se relaciona con la presión y la temperatura. En contextos más avanzados, el volumen se puede definir en el espacio-tiempo curvo o en espacios de dimensiones superiores, donde puede no comportarse de manera intuitiva.

En la práctica

Las mediciones de volumen son esenciales en campos que van desde la medicina (cálculos de dosis) hasta la ingeniería (diseño de tanques de combustible) y la física (determinación de la densidad de cuerpos celestes).

Dato curioso

En el contexto del universo, el volumen total del universo observable se estima en aproximadamente 4 × 10^80 metros cúbicos, y sin embargo, podría ser solo una fracción diminuta del volumen total del universo.

Concept graph →

Fórmulas

$$\rho = \frac{m}{V}$$
Density is mass divided by volume.
Qué hay en la fórmula
ρvariabledensity — densidad kilogram per cubic metre
mvariablemass — masa kilogram
Vvariablevolume — volumen cubic metre
$$K = -V rac{dP}{dV}$$
Bulk modulus measures resistance to uniform compression.
Qué hay en la fórmula
Kvariablebulk modulus of the material — bulk modulus pascal
Vvariablevolume of the material — volumen cubic metre
Pvariablepressure applied to the material — presión pascal
dP/dVoperadorinstantaneous rate of change of pressure as volume changes — derivada
$$\frac{dP}{dT} = \frac{\Delta S}{\Delta V}$$
Relates pressure and temperature changes along a phase boundary.
Qué hay en la fórmula
Pvariablepressure — presión pascal
Tvariabletemperature — temperatura kelvin
ΔSvariableentropy change during phase transition — entropía joule per kelvin
ΔVvariablevolume change during phase transition — volumen cubic metre
d/dToperadorderivative with respect to temperature — derivada

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