Relació àrea-volum

(S'ha redirigit des de: Relació àrea de superfície-volum)

La relació àrea de àrea-volum de vegades escrita com sa/vol o SA:V, és el cocient entre l'àrea superficial d'un objecte i el volum d'aquest objecte. La relació àrea-volum s'expressa en unitat de la inversa de la unitat de distància. Per exemple un cub els costats del qual fan a té una àrea superficial de 6a² i un volum d'a3. Per tant la relació surfície-volum en el cas d'un cub és .

Per a una forma donada, SA:V és inversament proporcional a la seva mida. Un cub les arestes del qual medeixin 2 m té una relació sa/vol= 3 m−1, que és la meitat de la relació sa/vol que té un cub les arestes del qual, medeixin 1 m. En cas de voler mantenir la relació SA:V quan augmenta la mida cal adoptar augmentar una menys compacta.

Química físicaModifica

La relació àrea-volum és un factor important en la reactivitat química de les reaccions que involucren un material sòlid, ja que és un dels factors que determinen la velocitat amb la que ocorre una reacció química. Els materials que en una gran relació d'àrea superficial comparada amb el seu volum (o sia, diàmetres molt petits o extremadament porosos o que no són compactes), reaccionen a velocitats molt més ràpides que no pas aquells materials monolítics, ja que tenen una major àrea exposada a reaccionar.

Una alta relació àrea-volum proporciona una gran "força impulsora" per accelerar els processos termodinàmics que minimitzen l'energia lliure termodinàmica.

FisiologiaModifica

La relació àrea-volum de les cèl·lules i dels organismes té un gran impacte en la seva biologia (la fisiologia, el comportament i altres qualitats). Per exemple, molts microrganismes aquàtics han incrementat la seva àrea superficial que fa que redueixi la seva taxa d'enfonsament i els permet mantenir-se prop de la àrea amb menor despesa d'energia. Entre altres aspectes, les altes relacions entre àrea i volum presenten problemes de control de la temperatura en ambients desfavorables.

ExempleModifica

Com es pot veure en la taula de sota, l'esfera és el sòlid que té la menor relació àrea/volum per a un volum fix, o sia, que és la forma més compacta.

Cos Llargada   Àrea Volum Relació SA/V Relació SA/V per a un volum unitari
Tetraedre   costat       7.21
Cub   costat       6
Octaedre   costat       5.72
Dodecaedre   costat       5.31
Icosaedre   costat       5.148
Esfera   radi       4.836

Vegeu tambéModifica

ReferènciesModifica

  • Nobel, P.S.. Physicochemical and Environmental Plant Physiology. Oxford, UK: Academic Press, 2009. 
  • Schmidt-Nielsen, K. Scaling: Why is Animal Size so Important?. Nova York, NY: Cambridge University Press, 1984. 
  • Vogel, S. Life's Devices: The Physical World of Animals and Plants. Princeton, NJ: Princeton University Press, 1988. 

Enllaços externsModifica