El volumen es la cantidad de
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Alrededor del año 250 a.C., el matemático griego Arquímedes recibió el encargo de determinar si un artesano había defraudado al rey de Siracusa sustituyendo parte del oro de la corona del rey por plata. Arquímedes pensó en el problema mientras se relajaba en una piscina. Al entrar en la piscina, se dio cuenta de que el agua se derramaba por los lados de la misma. Arquímedes tuvo un momento de epifanía. Se dio cuenta de que la cantidad de agua que se derramaba era igual en volumen al espacio que ocupaba su cuerpo. Este hecho le proporcionó de repente un método para diferenciar una corona mixta de plata y oro de una corona de oro puro. Como una medida de plata ocupa más espacio que una medida equivalente de oro, Arquímedes colocó la corona del artesano y una corona de oro puro de masa equivalente en dos cubas de agua. Comprobó que, al sumergir la corona del artesano, se derramaba más agua por los lados de la bañera. Resultó que el artesano había defraudado al rey. Cuenta la leyenda que Arquímedes estaba tan emocionado por su descubrimiento que corrió desnudo por las calles de Sicilia gritando “¡Eureka! Eureka!” (palabra griega que significa “¡Lo he encontrado!”).
La masa es la cantidad de materia de un objeto
Todo lo que existe está formado por materia. La materia tiene dos propiedades fundamentales: el volumen y la masa. El volumen se refiere simplemente al espacio que ocupa un objeto. Dependiendo del estado físico de un objeto, hay un par de formas de medir el volumen. Si intentamos medir el volumen de una caja, por ejemplo, multiplicaríamos la longitud de la caja por su altura y por su anchura.
Supongamos que tenemos una caja con las siguientes dimensiones: longitud = 3 metros (“m”), altura = 4m y anchura = 5m. Basándonos en esas dimensiones, nuestra caja tendría un volumen de 60m3 (3m x 4m x 5m = 60m3). Esto es, de nuevo, una medida (en metros cúbicos) de la cantidad de espacio tridimensional que ocupa nuestra caja.
Si, por el contrario, nuestro objeto fuera un líquido, podríamos utilizar una probeta graduada (un vaso medidor científico) para medir el volumen de nuestro objeto. Esta medida se expresaría en litros. De nuevo, un litro es sólo una medida de cuánto espacio ocupa un líquido. Por ejemplo, puedes comprar refrescos en botellas de 2 litros.
Ya que hemos hablado un poco de las medidas, puede tener sentido distinguir entre cantidad y unidades. Volviendo a nuestro ejemplo, la cantidad que intentamos medir es el volumen. La unidad que utilizamos para comunicar esta medida es el litro o el metro cúbico.
La cantidad de materia en un volumen determinado se llama
Figura \(\PageIndex{1}\N) (Crédito: Cortesía de L.J. Whitman, J.A. Stroscio, R.A. Dragoset, R.J. Celotta, y el National Institute of Standards and Technology; Fuente: NIST, Physical Measurement Laboratory, Scanning Tunneling Microscope(opens in new window) [www.nist.gov]; Licencia: Dominio público)
Lo creas o no, en realidad representa átomos individuales de cesio (rojo-naranja) sobre una superficie de moléculas de arseniuro de galio (azul). La imagen se creó con un microscopio extremadamente potente, llamado microscopio de barrido en túnel. Se trata de uno de los pocos tipos de microscopio que pueden obtener imágenes de los átomos, los componentes básicos de la materia.
La materia es toda la “materia” que existe en el universo. Todo lo que puedes ver y tocar está hecho de materia, ¡incluido tú! Lo único que no es materia son las formas de energía, como la luz y el sonido. En la ciencia, la materia se define como todo lo que tiene masa y volumen. La masa y el volumen miden diferentes aspectos de la materia.
La masa es una medida de la cantidad de materia de una sustancia u objeto. La unidad básica del SI para la masa es el kilogramo (kg), pero las masas más pequeñas pueden medirse en gramos (g). Para medir la masa, se utiliza una balanza. En el laboratorio, la masa puede medirse con una balanza de triple haz o una balanza electrónica, pero la balanza antigua que se muestra a continuación puede darte una mejor idea de lo que es la masa. Si ambos lados de esta balanza estuvieran al mismo nivel, significaría que la fruta del platillo de la izquierda tiene la misma masa que el objeto de hierro del platillo de la derecha. En ese caso, la fruta tendría una masa de 1 kg, la misma que el hierro. Sin embargo, como puedes ver, la fruta está a un nivel más alto que el hierro. Esto significa que la fruta tiene menos masa que el hierro, es decir, la masa de la fruta es inferior a 1 kg.
La cantidad de materia contenida en un cuerpo se llama
En química, como en la mayoría de las ciencias, la materia se define como todo lo que tiene masa y ocupa espacio. Por lo tanto, la materia puede pesarse y medirse, y las cifras generadas pueden analizarse y compararse con fines probatorios o de investigación. Cuando medimos la materia que vamos a utilizar, es importante seguir las reglas de recogida y cálculo que mantienen las mediciones en una forma que es capaz de ser comparada. Lo que quiero decir con esto es que no se puede pesar un objeto en una balanza capaz de medir sólo hasta el 0,1 gramo pero informar de ello hasta el 0,001 gramo. Eso sería reclamar un grado de precisión que no existe en la medición. El uso de las reglas de las cifras significativas evitará que cometamos este tipo de errores. También tenemos que darnos cuenta de que algunas de las pruebas que recogeremos tanto en la investigación como en la investigación forense no son de hecho materia. Las observaciones, aunque no son un tipo de materia, tienen un valor considerable a la hora de investigar. Las observaciones pertenecen a un tipo de datos llamados cualitativos y son tan importantes como los datos cuantitativos (medidos o calculados).