grandeur

volume

La quantité d'espace tridimensionnel occupée par une substance.
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Description

Le volume est la mesure de l'espace tridimensionnel qu'occupe une substance ou un objet. C'est une grandeur physique fondamentale, généralement mesurée en mètres cubes dans le système SI, et distincte de la masse, qui mesure la quantité de matière. Le volume est une propriété extensive, c'est-à-dire qu'il varie avec la taille du système, et il joue un rôle crucial dans la détermination de la densité, de la pression et d'autres propriétés thermodynamiques.

Histoire

Le concept de volume est compris depuis l'Antiquité, les premières méthodes de mesure des volumes d'objets irréguliers étant attribuées à Archimède au IIIe siècle avant notre ère. La formalisation mathématique moderne est venue avec le développement du calcul infinitésimal par Newton et Leibniz au XVIIe siècle.

Comment ça marche

Pour un solide régulier, le volume peut être calculé à partir de ses dimensions géométriques. Pour les liquides et les gaz, il est souvent mesuré directement à l'aide de récipients gradués ou par déplacement. En physique, le volume est une variable d'état dans les équations d'état, comme la loi des gaz parfaits, où il est lié à la pression et à la température. Dans des contextes plus avancés, le volume peut être défini dans un espace-temps courbe ou dans des espaces de dimension supérieure, où il peut ne pas se comporter de manière intuitive.

En pratique

Les mesures de volume sont essentielles dans des domaines allant de la médecine (calculs de dosage) à l'ingénierie (conception de réservoirs de carburant) et à la physique (détermination de la densité des corps célestes).

Anecdote

Dans le contexte de l'univers, le volume total de l'univers observable est estimé à environ 4 × 10^80 mètres cubes, mais il pourrait ne représenter qu'une infime fraction du volume total de l'univers.

Concept graph →

Formules

$$\rho = \frac{m}{V}$$
Density is mass divided by volume.
Ce qu'il y a dans la formule
ρvariabledensity — densité kilogram per cubic metre
mvariablemass — masse kilogram
Vvariablevolume — volume cubic metre
$$K = -V rac{dP}{dV}$$
Bulk modulus measures resistance to uniform compression.
Ce qu'il y a dans la formule
Kvariablebulk modulus of the material — bulk modulus pascal
Vvariablevolume of the material — volume cubic metre
Pvariablepressure applied to the material — pression pascal
dP/dVopérateurinstantaneous rate of change of pressure as volume changes — dérivée
$$\frac{dP}{dT} = \frac{\Delta S}{\Delta V}$$
Relates pressure and temperature changes along a phase boundary.
Ce qu'il y a dans la formule
Pvariablepressure — pression pascal
Tvariabletemperature — température kelvin
ΔSvariableentropy change during phase transition — entropie joule per kelvin
ΔVvariablevolume change during phase transition — volume cubic metre
d/dTopérateurderivative with respect to temperature — dérivée

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