6. Determinación del volumen de la materia


Corresponde a la sesión de GA 7.6 DIMENSIONES Y MÁS DIMENSIONES

Como se dijo anteriormente, toda la materia ocupa un lugar en el espacio, es decir, tiene volumen.

El volumen es una magnitud que, generalmente, se expresa en las siguientes unidades: metro cúbico (m³), decímetro cúbico (dm³), centímetro cúbico (cm³) milímetro cúbico (mm³); cabe aclarar que 1 cm³ = 1 ml.

Para obtener el volumen de un cuerpo hay que tomar en cuenta su forma y el estado físico que presenta. A continuación se explica la medición del volumen de sólidos con forma regular, de líquidos y de gases y, por último, de cuerpos sólidos de forma irregular.

El volumen de sólidos de forma regular -como el cubo, el paralelepípedo y el cilindro-, se obtiene utilizando una fórmula específica, que en general multiplica el área de la base por la altura. Ejemplos:

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Otros cuerpos de forma regular y sus fórmulas correspondientes para determinar el volumen son:

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Los líquidos adoptan la forma del cuerpo que los contiene, por lo tanto, el volumen de los líquidos se puede obtener utilizando cuerpos de forma regular, como recipientes cilíndricos o en forma de paralelepípedo, que sean de material rígido.

Por ejemplo, en el caso de utilizarse un recipiente cilíndrico, como una lata de refresco, se deben tomar sus medidas, las cuales corresponden al diámetro interno para conocer el radio y la altura a la que llega el líquido.

Si el cilindro es transparente, se determina la altura midiendo hasta el menisco, el cual es la parte más baja de la curvatura que se forma en la superficie del líquido.

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Si se trata de un cuerpo opaco, la altura se puede determinar midiendo la distancia del nivel del líquido al borde, la que se resta de la altura total del recipiente.

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Con los datos obtenidos, se utiliza la formula correspondiente.

Para medir el volumen de un gas, se puede recurrir también al uso de cuerpos de forma regular, porque la materia en este estado no tiene volumen ni forma propios. Uno de los procedimientos que se puede seguir es el que se explica a continuación:

En un recipiente con agua se introduce, en forma vertical, un vaso invertido, sumergiéndolo hasta el fondo. El vaso, en su interior, aloja aire; esta mezcla, como toda la materia, tiene la propiedad de la impenetrabilidad, por lo cual el agua no puede penetrar en él. Si el vaso está graduado, solamente se identifica el volumen que ocupó el aire, delimitado por el nivel del líquido. Si el recipiente no está graduado, se determina el volumen ocupado con el procedimiento descrito en los líquidos.

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Para obtener el volumen de cuerpos sólidos irregulares, es decir, sin una forma definida (por ejemplo una piedra), se sumergen en un recipiente graduado con agua. En este caso, el nivel del agua sube de acuerdo con el volumen de la piedra, porque según la propiedad de impenetrabilidad, dos cuerpos no ocupan un mismo espacio en el mismo tiempo.

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Con este procedimiento, del volumen total del cuerpo y el agua se resta el que ocupa el líquido solo. Así, por ejemplo, si el nivel del agua con la piedra midió 158 cm³, y sin ella es de 120 cm³ , la diferencia de 38 cm³ corresponde al volumen de la piedra.

El volumen de un cuerpo sólido irregular se puede obtener de esta forma, siempre y cuando el sólido no sea poroso ni soluble en el líquido.


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