質量と体積の違い

Tabla de Contenidos

質量と体積は、互いに密接に関連している物質の 2 つの特性です。どちらも、システムのサイズまたは範囲に依存する広範なプロパティです。どちらも大きさはあるが方向や意味がないという意味でスカラー量であり、日常生活でも実験室でも日常的に使用されています。ただし、これらはオブジェクトのサイズを測定する 2 つの非常に異なる方法です。

質量と体積の違いは、それらの概念と測定単位としての特性の一部に基づいて理解できます。次に、さまざまな比較基準に基づいて、質量と体積の主な違いを確認します。

相違点 1: 質量と体積は異なる概念です。

質量精細

質量は、物体または物体に含まれる量を測定する物質の特性です。

ボリューム定義

体積は、物体または物体が占める 3 次元空間の量の尺度です。

相違点 2: 大きさの種類が異なります。

質量は、微視的な観点から、システム内の絶対位置または相対位置に関係なく、システムに含まれる原子および分子の数と関係がある物理的な大きさです。

代わりに、体積は幾何学的な量であり、質量よりも抽象的な概念です。これは、空間の概念 (「利用可能な空間の量」という意味で) に関連しています。これは、物体が占める空間の場所に収まる特定の幾何学的寸法の 3 次元の立方体ボックスの数として理解されています。存在しない場合のオブジェクト。

相違点 3: 異なる記号で表されます。

質量は文字m (小文字) で表され、体積は文字V (大文字) で表されます。

違い 4: さまざまな種類の単位で表されます。

質量はキログラム (kg)、ポンド (lb)、グラム (g) などの基本単位で測定される基本的な物理量ですが、体積は長さから得られる量です。実際には、体積は 3 次元での拡張の表現であるため、m 3 、cm 3 、^dm 3^など、^長さの 3 乗の単位で表されます。

体積は、多くの場合、リットル (L)、mL (mL)、マイクロリットル (μL) など、すべての倍数と約数を含む容量の単位に関連付けられていますが、それが大きさでなくなるという意味ではありません。派生物。

相違点 5: 質量は状態の変化によって保存されますが、体積は保存されません。

質量は、システムの状態から完全に独立しています。-50 °C で 5 g の固体 (氷) の水があり、それを溶かした場合、同じ 5 g の水が液体の状態でのみ存在し続けます。ガス状態にしても同じ5gです。

一方、特定の質量を持つシステムで、含まれる物質の性質を変更または変更する化学反応が発生した場合でも、システムの総質量は一定のままです。これはすべて、ほとんどの物理的および化学的プロセスにおいて質量が保存量であるためです。

一方、体積は、系を構成する粒子の引力と斥力のバランスと、粒子の熱による擾乱に依存する性質です。このため、体積は、温度、圧力、およびシステムを構成する物質の化学組成または化学的性質の関数として変化します。

^{たとえば、以前と同じ 5 グラムの水が 4 °C で 1 気圧の液体の状態にある場合、その水は 5 cm 3}の体積を占めます。一方、この 5 グラムの水を蒸発させて 100°C と同じ圧力で気体状態にすると、同じ 5 グラムの水は約 8,500 cm 3 を占めることになります^。初期のもの。

一方、同じ温度・圧力条件（4℃・1気圧）で5gの水を分解して気体の水素と酸素に変換すると、この2つの気体は約9,500cm 3 の体積を占めることになります^。 .

質量と体積の関係

質量と体積の違いにもかかわらず、これら 2 つの広範な特性を互いに組み合わせて、2 つの異なる強力な特性を得ることができます。これらは、密度と比容積です。

密度

密度は、質量と体積の関係です。これは、一定量の物質の質量を表し、次の式で計算されます。

特定のボリューム

これは密度の逆数であるため、システムの体積と質量の関係に対応します。この意味で、それは物質の固定され決定された質量の体積を表し、次の式によって計算されます。

密度と比容積は、次の式で相互に関連付けられています。