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Volumen específico

Conceptos Molares
Constantes	Constante de Avogadro Constante de Boltzmann Constante de los gases
Medidas físicas	Concentración másica Concentración molar Molalidad Masa Volumen Densidad Fracción molar Fracción másica Cantidad de sustancia Masa molar Masa atómica Número de partículas Presión Temperatura termodinámica Volumen molar Volumen específico
Leyes	Ley de Charles Ley de Boyle Ley de Gay-Lussac Ley de los gases combinados Ley de Avogadro Ley de los gases ideales
[editar datos en Wikidata]

En termodinámica, el volumen específico ( $v$ ,nu) de una sustancia es una propiedad intrínseca de la sustancia, definida como la relación entre el volumen de la sustancia ( $V$ ) y su masa ( $m$ ). Es el recíproco de la densidad $ρ$ (rho) y está relacionado con el volumen molar y la masa molar:

\nu ={\frac {V}{m}}=\rho ^{-1}={\frac {\tilde {V}}{M}}

La unidad estándar de volumen específico es metros cúbicos por kilogramo (m³/kg), pero otras unidades incluyen pies³ /lb, pies³ /slug o mL/g.^[1]

El volumen específico de un gas ideal está relacionado con la constante molar de los gases ( $R$ ) y la temperatura ( $T$ ), la presión ( $P$ ) y la masa molar ( $M$ ) del gas, como se muestra:

Desde $PV={nRT}$ y ${\textstyle n={\frac {m}{M}}}$

\nu ={\frac {V}{m}}={\frac {RT}{PM}}

Aplicaciones

El volumen específico se aplica comúnmente a:

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.^[2]

Volumen específico de soluciones

El volumen específico de una solución no ideal es la suma de los volúmenes específicos parciales de los componentes:

v={\frac {1}{\rho }}={\frac {\tilde {V}}{M}}=\sum _{i}w_{i}\cdot {\bar {v_{i}}}

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).^[3]

Nombre de la sustancia	Densidad	Volumen específico
Nombre de la sustancia	(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

↑ Moran, Michael (7 de diciembre de 2010). Fundamentals of Engineering Thermodynamics. Wiley. ISBN 978-0-470-49590-2.
↑ Silverthorn, Dee (2010). Human Physiology. Pearson. ISBN 978-0-321-55980-7.
↑ «Engineering Tool Box». Consultado el 14 de abril de 2013.

Datos: Q683556

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