Volume específico

Em termodinâmica, o volume específico de uma substância (símbolo: ) é uma propriedade intrínseca de uma substância, definida como a razão entre o volume da substância (V) e sua massa (m). É o recíproco da densidade ( ):

O volume específico é definido como o número de metros cúbicos ocupados por um quilograma de uma determinada substância. A unidade padrão é o metro cúbico por quilograma , mas outras unidades incluem , ,, e .[1]

O volume específico para um gás ideal está relacionado à constante do gás (R) e à temperatura (T), pressão (P) e massa molar (M) do gás como mostrado:

Como e

AplicaçõesEditar

O volume específico geralmente é aplicado a:

Imagine uma câmara hermética de volume variável contendo um certo número de átomos de gás oxigênio. Considere os quatro exemplos a seguir:

  • Se a câmara é reduzida sem permitir a entrada ou saída de gás, a densidade aumenta e o volume específico diminui.
  • Se a câmara se expande sem deixar o gás entrar ou sair, a densidade diminui e o volume específico aumenta.
  • Se o tamanho da câmara permanece constante e novos átomos de gás são injetados, a densidade aumenta e o volume específico diminui.
  • Se o tamanho da câmara permanecer constante e alguns átomos são removidos, a densidade diminui e o volume específico aumenta.

O volume específico é uma propriedade dos materiais, definida como o número de metros cúbicos ocupados por um quilograma de uma determinada substância. A unidade padrão é o metro cúbico por quilograma (m3/kg ou m3·kg−1).

Às vezes, o volume específico é expresso em termos do número de centímetros cúbicos ocupados por um grama de uma substância. Nesse caso, a unidade é o centímetro cúbico por grama (cm3/g ou cm3·g−1). Para converter m3/kg em cm3/g, multiplique por 1000; inversamente, multiplique por 0,001.

O volume específico é inversamente proporcional à densidade. Se a densidade de uma substância dobra, seu volume específico, expresso nas mesmas unidades básicas, é cortado pela metade. Se a densidade cair para 1/10 de seu valor anterior, o volume específico, quando expresso nas mesmas unidades básicas, aumenta por um fator de 10.

A densidade dos gases muda mesmo com pequenas variações de temperatura, enquanto as densidades de líquidos e sólidos, que geralmente são considerados incompressíveis, mudarão muito pouco. O volume específico é o inverso da densidade de uma substância; portanto, é preciso considerar cuidadosamente as situações que envolvem gases. Pequenas mudanças na temperatura terão um efeito perceptível em volumes específicos.


A densidade média do sangue humano é 1.060 kg/m3. O volume específico que correspondente a essa densidade é de 0,00094 m3/kg. Observe que o volume específico médio de sangue é quase idêntico ao da água: 0,00100 m3/kg.[2]

Exemplos de aplicaçãoEditar

Considere o problema de determinar o volume específico de um gás ideal, como o vapor superaquecido, usando a equação , sabendo-se que a pressão é de 2500 lbf/in2, que R é 0,596, e que a temperatura é 1960 Rankine. Nesse caso, o volume específico seria igual a 0,4672 in3/lb. No entanto, se a temperatura for alterada para 1160 Rankine, o volume específico do vapor superaquecido mudará para 0,2765 in3/lb, o que é uma alteração geral de 59%.

O conhecimento dos volumes específicos de duas ou mais substâncias permite a obtenção de informações úteis para determinadas aplicações. Para uma substância X com um volume específico de 0,657 cm3/g e uma substância Y com um volume específico 0,374 cm3/g, a densidade de cada substância pode ser encontrada tomando o inverso do volume específico; portanto, a substância X tem uma densidade de 1,522 g/cm3 e a substância Y tem uma densidade de 2,673 g/cm3. Com essas informações, as gravidades específicas de cada substância em relação umas às outras podem ser encontradas. A gravidade específica da substância X em relação a Y é de 0,569, enquanto que a gravidade específica de Y em relação a X é de 1,756. Portanto, a substância X não afundará se colocada em Y.[3]

Tabela de volumes específicos comunsEditar

A tabela abaixo exibe densidades e volumes específicos para várias substâncias comuns que podem ser úteis. Os valores foram registrados em temperatura e pressão padrão, que é definida como ar em 0 °C (273,15 K, 32 °F) e 1 atm (101.325 kN/m2, 101 325 kPa, 14,7 psia, 0 psig, 30 polegadas de Hg, 760 torr).[4]

Nome da substância Densidade Volume específico
(kg/m3) (m3/kg)
Ar 1,225 0,816
Gelo 916,7 0,00109
Água (líquida) 1000 0,00100
Água salgada 1030 0,00097
Mercúrio 13546 0,00007
R-22* 3,66 0,273
Amônia 0,769 1,30
Dióxido de carbono 1,977 0,506
Cloro 2,994 0,334
Hidrogênio 0,0899 11,12
Metano 0,717 1,39
Azoto 1,25 0,799
Vapor[nota 1] 0,804 1,24

NotasEditar

  1. Valores não tomados em temperatura e pressão padrão.

ReferênciasEditar

  1. Moran, Michael. Fundamentals of Engineering Thermodynamics. Wiley. [S.l.: s.n.] ISBN 978-0-470-49590-2 
  2. Silverthorn, Dee. Human Physiology. Pearson. [S.l.: s.n.] ISBN 978-0-321-55980-7 
  3. Walker, Jearl. Fundamentals of Physics. Halliday. [S.l.: s.n.] ISBN 978-0-470-04472-8 
  4. «Engineering Tool Box». Consultado em 14 de abril de 2013