El volumen es la cantidad de espacio tridimensional encerrado por una superficie cerrada. Por ejemplo, el espacio que ocupa o contiene una sustancia ( sólida, líquida, gaseosa o plasma ) o forma 3D. El volumen a menudo se cuantifica numéricamente utilizando la unidad derivada del SI, el metro cúbico. Se entiende generalmente que el volumen de un recipiente es la capacidad del recipiente; es decir, la cantidad de fluido (gas o líquido) que podría contener el contenedor, en lugar de la cantidad de espacio que el contenedor mismo desplaza. A las formas matemáticas tridimensionales también se les asignan volúmenes. Los volúmenes de algunas formas simples, como formas regulares, de bordes rectos y circulares, se pueden calcular fácilmente mediante fórmulasaritméticas. Los volúmenes de formas complicadas se pueden calcular con cálculo integral si existe una fórmula para el límite de la forma. A las figuras unidimensionales (como las líneas ) y las formas bidimensionales (como los cuadrados ) se les asigna un volumen cero en el espacio tridimensional.
El volumen de un sólido (ya sea de forma regular o irregular) se puede determinar mediante el desplazamiento de fluido. El desplazamiento de líquido también se puede utilizar para determinar el volumen de un gas. El volumen combinado de dos sustancias suele ser mayor que el volumen de una sola de las sustancias. Sin embargo, a veces una sustancia se disuelve en la otra y, en tales casos, el volumen combinado no es aditivo.
Cualquier unidad de longitud da una unidad de volumen correspondiente: el volumen de un cubo cuyos lados tienen la longitud dada. Por ejemplo, un centímetro cúbico (cm 3) es el volumen de un cubo cuyos lados tienen un centímetro (1 cm) de longitud.
En el Sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad estándar de volumen es el metro cúbico (m 3). El sistema métrico también incluye el litro (L) como unidad de volumen, donde un litro es el volumen de un cubo de 10 centímetros. Por lo tanto
La capacidad es definida por el Oxford English Dictionary como "la medida aplicada al contenido de un recipiente, y a los líquidos, granos o similares, que toman la forma de lo que los contiene". (La palabra capacidad tiene otros significados no relacionados, como en, por ejemplo , gestión de la capacidad ). La capacidad no es idéntica en significado al volumen, aunque está estrechamente relacionada; la capacidad de un contenedor es siempre el volumen de su interior. Las unidades de capacidad son el litro SI y sus unidades derivadas, y las unidades imperiales como branquias, pinta, galones y otras. Las unidades de volumen son los cubos de unidades de longitud. En el SI, las unidades de volumen y capacidad están estrechamente relacionadas: un litro es exactamente 1 decímetro cúbico, la capacidad de un cubo con un lado de 10 cm. En otros sistemas, la conversión no es trivial; la capacidad del tanque de combustible de un vehículo rara vez se expresa en pies cúbicos, por ejemplo, sino en galones (un galón imperial llena un volumen con 0.1605 pies cúbicos).
La densidad de un objeto se define como la relación entre la masa y el volumen. La inversa de la densidad es el volumen específico que se define como el volumen dividido por la masa. El volumen específico es un concepto importante en termodinámica, donde el volumen de un fluido de trabajo es a menudo un parámetro importante de un sistema en estudio.
El caudal volumétrico en dinámica de fluidos es el volumen de fluido que pasa a través de una superficie determinada por unidad de tiempo (por ejemplo, metros cúbicos por segundo [m 3 s -1 ]).
En cálculo, una rama de las matemáticas, el volumen de una región D en R 3 viene dado por una integral triple de la función constante sobre la región y generalmente se escribe como:
En coordenadas esféricas (usando la convención para ángulos con como acimut y medidos desde el eje polar; ver más sobre convenciones ), la integral de volumen es