{"id":40671,"date":"2019-09-25T00:01:51","date_gmt":"2019-09-24T23:01:51","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/que-es-volumen-fisica-definicion\/"},"modified":"2020-01-16T20:44:22","modified_gmt":"2020-01-16T19:44:22","slug":"que-es-volumen-fisica-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-volumen-fisica-definicion\/","title":{"rendered":"Qu\u00e9 es Volumen – F\u00edsica – Definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"
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\u00bfQu\u00e9 es el volumen? F\u00edsica.\u00a0El volumen es una cantidad f\u00edsica b\u00e1sica.\u00a0El volumen es una cantidad derivada y expresa la extensi\u00f3n tridimensional de un objeto.\u00a0Ingenieria termal<\/div>\n<\/div>\n
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\u00bfQu\u00e9 es el volumen?<\/h2>\n

\"\u00bfQu\u00e9<\/a>El volumen<\/strong>\u00a0es una\u00a0cantidad f\u00edsica<\/strong>\u00a0b\u00e1sica\u00a0.\u00a0El volumen<\/strong>\u00a0es una cantidad derivada y expresa la\u00a0extensi\u00f3n tridimensional<\/strong>\u00a0de un\u00a0objeto<\/strong>\u00a0.\u00a0El volumen a menudo se cuantifica num\u00e9ricamente usando la unidad derivada del SI, el\u00a0metro c\u00fabico<\/strong>\u00a0.\u00a0Por ejemplo, el volumen dentro de una\u00a0esfera<\/strong>\u00a0(que es el volumen de una bola) se deriva para ser\u00a0V = 4 \/ 3\u03c0r\u00a03<\/sup><\/strong>\u00a0, donde r es el radio de la esfera.\u00a0Como otro ejemplo, el volumen de un cubo es igual a lado por lado por lado por lado.\u00a0Dado que cada lado de un cuadrado es el mismo, puede ser simplemente la longitud de un lado en\u00a0cubos<\/strong>\u00a0.<\/p>\n

Si un cuadrado tiene un lado de 3 metros, el volumen ser\u00eda 3 metros por 3 metros por 3 metros, o 27 metros c\u00fabicos.<\/p>\n

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\u00bfQu\u00e9 es el volumen espec\u00edfico?<\/h2>\n
\"Densidad<\/a>
Densidades t\u00edpicas de varias sustancias a presi\u00f3n atmosf\u00e9rica.<\/figcaption><\/figure>\n

El volumen espec\u00edfico<\/span><\/strong>\u00a0es una\u00a0<\/span>variable intensiva<\/span><\/strong>\u00a0, mientras que el volumen es una variable extensa.\u00a0La unidad est\u00e1ndar para un volumen espec\u00edfico en el sistema SI es metros c\u00fabicos por kilogramo (m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0\/ kg).\u00a0La unidad est\u00e1ndar en el sistema ingl\u00e9s es pies c\u00fabicos por libra de masa (ft\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0\/ lbm).<\/span><\/p>\n

La densidad (\u03c1) de una sustancia es el rec\u00edproco de su\u00a0<\/span>volumen espec\u00edfico<\/span><\/strong>\u00a0(\u03bd).<\/span><\/p>\n

\u03c1 = m \/ V = \u200b\u200b1 \/ \u03c1<\/span><\/strong><\/p>\n

La densidad<\/span><\/strong><\/a>\u00a0se define como la<\/span>\u00a0masa por unidad de volumen<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Tambi\u00e9n es una<\/span>\u00a0propiedad intensiva<\/span><\/strong><\/a>\u00a0, que se define matem\u00e1ticamente como masa dividida por volumen:<\/span><\/p>\n

\u03c1 = m \/ V<\/span><\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Volumen de un \u00e1tomo y n\u00facleo<\/span><\/h2>\n
\"Estructura<\/a>
Estructura de la materia.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

El \u00e1tomo<\/span><\/strong>\u00a0consiste en un\u00a0<\/span>n\u00facleo<\/span><\/strong>\u00a0peque\u00f1o pero masivo\u00a0rodeado por una nube de\u00a0<\/span>electrones que se<\/span><\/strong>\u00a0mueven r\u00e1pidamente\u00a0.\u00a0El n\u00facleo est\u00e1 compuesto de\u00a0<\/span>protones y\u00a0<\/span><\/strong>neutrones<\/span><\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0Los radios nucleares t\u00edpicos son del orden de 10\u00a0<\/span>\u221214<\/span><\/sup>\u00a0m.\u00a0Asumiendo forma esf\u00e9rica, los radios nucleares se pueden calcular de acuerdo con la siguiente f\u00f3rmula:<\/span><\/p>\n

r = r\u00a0<\/span>0<\/span><\/sub>\u00a0.\u00a0A\u00a0<\/span>1\/3<\/span><\/sup><\/p>\n

donde r\u00a0<\/span>0<\/span><\/sub>\u00a0= 1.2 x\u00a0<\/span>10-15<\/span><\/sup>\u00a0m = 1.2 fm<\/span><\/p>\n

Si usamos esta aproximaci\u00f3n, por lo tanto, esperamos que el volumen del n\u00facleo sea del orden de 4 \/ 3\u03c0r\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0o 7,23 \u00d7 10\u00a0<\/span>\u221245<\/span><\/sup>\u00a0m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0para los n\u00facleos de hidr\u00f3geno o 1721 \u00d7 10\u00a0<\/span>\u221245<\/span><\/sup>\u00a0m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0para los\u00a0n\u00facleos de\u00a0<\/span>238<\/span><\/sup>\u00a0U.\u00a0<\/span><\/a>Estos son vol\u00famenes de n\u00facleos y los n\u00facleos at\u00f3micos (protones y neutrones) contienen aproximadamente el\u00a0<\/span>99.95%<\/span><\/strong>\u00a0de la masa del \u00e1tomo.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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\u00bfEs un \u00e1tomo un espacio vac\u00edo?<\/span><\/h2>\n
\"atomic-nucleus-volume-min\"<\/a>
Una representaci\u00f3n figurativa del \u00e1tomo de helio-4 con la nube de electrones en tonos de gris.\u00a0Los protones y los neutrones se encuentran probablemente en el mismo espacio, en el punto central.\u00a0Fuente wikipedia.org Licencia CC BY-SA 3.0<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

El volumen de un \u00e1tomo<\/span><\/strong>\u00a0es aproximadamente\u00a0<\/span>15 \u00f3rdenes de magnitud\u00a0<\/span><\/strong>mayor<\/span><\/strong>\u00a0que el volumen de un n\u00facleo.\u00a0Para\u00a0<\/span>el \u00e1tomo de uranio<\/span><\/strong>\u00a0, el\u00a0<\/span>radio de Van der Waals<\/span><\/strong>\u00a0es de aproximadamente\u00a0<\/span>186 pm = 1.86 \u00d7 10\u00a0<\/span>\u221210<\/span><\/sup>\u00a0m<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0El radio de Van der Waals, r\u00a0<\/span>w<\/span><\/sub>\u00a0, de un \u00e1tomo es el radio de una esfera dura imaginaria que representa la distancia de aproximaci\u00f3n m\u00e1s cercana para otro \u00e1tomo.\u00a0Asumiendo forma esf\u00e9rica, el \u00e1tomo de uranio tiene un volumen de aproximadamente \u00a0\u00a0<\/span>26.9 \u00d7 10\u00a0<\/span>\u221230<\/span><\/sup>\u00a0m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup><\/strong>\u00a0.\u00a0Pero este espacio “enorme” est\u00e1 ocupado principalmente por electrones, porque el\u00a0<\/span>n\u00facleo<\/span><\/strong>\u00a0ocupa solo alrededor de\u00a0<\/span>1721 \u00d7 10\u00a0<\/span>\u221245<\/span><\/sup>\u00a0m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup><\/strong>\u00a0del espacio.\u00a0Estos electrones juntos pesan solo una fracci\u00f3n (digamos 0.05%) del \u00e1tomo completo.<\/span><\/p>\n

Puede parecer que el espacio y, de hecho, la materia est\u00e1\u00a0<\/span>vac\u00eda<\/span><\/strong>\u00a0,\u00a0<\/span>pero no lo est\u00e1<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Debido a la\u00a0<\/span>naturaleza cu\u00e1ntica de los electrones<\/span><\/strong>\u00a0, los electrones no son part\u00edculas puntuales, se extienden por todo el \u00e1tomo.\u00a0La descripci\u00f3n cl\u00e1sica no puede usarse para describir cosas a escala at\u00f3mica.\u00a0En la escala at\u00f3mica, los f\u00edsicos han descubierto que la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica describe muy bien las cosas en esa escala.\u00a0Las ubicaciones de las part\u00edculas en la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica no est\u00e1n en una posici\u00f3n exacta, se describen mediante una\u00a0<\/span>funci\u00f3n de densidad de probabilidad<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Por lo tanto, el espacio en un \u00e1tomo (entre electrones y un n\u00facleo at\u00f3mico) no est\u00e1 vac\u00edo, sino que est\u00e1 ocupado por una funci\u00f3n de densidad de probabilidad de electrones (generalmente conocida como ”\u00a0<\/span>nube de electrones<\/span><\/strong>\u00a0“).<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Volumen de refrigerante en el sistema de refrigerante del reactor<\/span><\/h2>\n
\"Reactor<\/a>
Reactor nuclear y sistema de refrigerante primario de WWER-1200.<\/span>
\nFuente: gidropress.podolsk.ru<\/span>
\nutilizado con permiso de \u0410\u041e \u041e\u041a\u0411 \u201c\u0413\u0418\u0414\u0420\u041e\u041f\u0420\u0415\u0421\u0421\u201d<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

En los\u00a0<\/span>reactores de agua a presi\u00f3n<\/span><\/strong><\/a>\u00a0modernos\u00a0(PWR) modernos, el\u00a0<\/span>Sistema de refrigerante<\/span><\/strong>\u00a0del\u00a0reactor<\/strong>\u00a0(RCS), que se muestra en la figura, consta de:<\/span><\/p>\n