Profundizando en las variables de estado

2. Introducción a las variables de estado

2.3. Volumen

Volumen

El volumen de un cuerpo es una magnitud que nos permite conocer cuánto "lugar" ocupa en el espacio. Todos los cuerpos presentan esta propiedad así sean sólidos, líquidos o gaseosos, es decir, sin importar su estado físico tienen volumen.

A esta magnitud la representamos como V y en el Sistema Internacional de Unidades su unidad de medida es el metro cúbico (m3).

Repasando... conversión de unidades

dm3 - decímetro cúbico

cm3 - centímetro cúbico

L - litro

mL - mililitro

1 m3 = 1000 dm3

1 m3 = 1.000.000 cm3

Generalmente cuando queremos medir volúmenes de sustancias líquidas o gaseosas se utiliza como unidad el litro (L). Cuando se expresa la capacidad de un recipiente, por ejemplo una heladera o un microondas, también se utiliza el litro.

1 m3 = 1000 L

1 dm3 = 1 L

1 cm3 = 1 mL

En nuestro país solemos utilizar comúnmente el litro como unidad de volumen, pero es común que en otros países se emplee el galón. ¿Cuál es la equivalencia entre ambas unidades? 1 gal = 3,785 L (aproximadamente). En la imagen que se encuentra a continuación puedes ver un envase que contiene un galón de agua y un galón de leche.

Envase con un galón de agua y un galón de leche

Relación cantidad química (n) y volumen (V)

En el caso de sustancias en estado gaseoso es posible establecer una relación entre la cantidad química y el volumen. Existe una relación de proporcionalidad directa entre el volumen de un cuerpo en estado gaseoso y la cantidad química que lo constituye.

Considerando que el volumen de las sustancias en estado gaseoso varía según la temperatura y la presión se han fijado ciertos valores de esas magnitudes como referencia. Se denominan condiciones normales (CN) o presión y temperatura normal (PTN) a la temperatura de 0 °C y a la presión de 1 atm. En esas condiciones el volumen de un mol de cualquier gas es 22,4 L, llamado Volumen Molar (Volumen molar).

El Volumen Molar es el volumen ocupado por 1 mol de gas a la presión de 1 atm y a la temperatura de 0 ºC (273 K). Su valor es el mismo para cualquier gas o mezcla gaseosa (22,4 L/mol) y se simboliza V. 

La proporcionalidad directa entre cantidad química y volumen de un gas a PTN queda determinada en la expresión matemática:

V = n . V molar

donde V representa el volumen, n la cantidad química y V el Volumen Molar a PTN.

Es posible calcular cantidad química con la expresión matemática: