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 () y su masa (). Es el recíproco de la densidad (rho) y está relacionado con el volumen molar y la masa molar:
La unidad estándar de volumen específico es metros cúbicos por kilogramo (m3/kg), pero otras unidades incluyen pies3 /lb, pies3 /slug o mL/g.
El volumen específico de un gas ideal está relacionado con la constante molar de los gases () y la temperatura (), la presión () y la masa molar () del gas, como se muestra:
Desde y
Aplicaciones El volumen específico se aplica comúnmente a:
Volumen molar Volumen (termodinámica) Volumen molar parcial
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.
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). 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
Categoría:Magnitudes físicas Categoría:Propiedades termodinámicas