От трите материални състояния газовете претърпяват най-големи промени в обема при промяна на условията на температура и налягане, но течностите също се подлагат на промени. Течностите не реагират на промени в налягането, но могат да реагират на температурни промени, в зависимост от техния състав. За да изчислите изменението на обема на течността по отношение на температурата, трябва да знаете нейния коефициент на обемно разширение. От друга страна, газовете се разширяват и свиват горе-долу в съответствие със закона за идеалния газ и промяната на обема не зависи от неговия състав.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Изчислете изменението на обема на течността с променяща се температура, като потърсите коефициента на разширение (β) и използвате уравнението. Както температурата, така и налягането на даден газ зависят от температурата, така че за да изчислите изменението на обема, използвайте закона за идеалния газ.
Промени в обема за течности
Когато добавите топлина към течност, вие увеличавате кинетичната и вибрационната енергия на частиците, които я съставляват. В резултат на това те увеличават обхвата си на движение в границите на силите, които ги държат заедно като течност. Тези сили зависят от силата на връзките, които държат молекулите заедно и свързват молекулите помежду си, и са различни за всяка течност. Коефициентът на обемно разширение - обикновено се обозначава с малка гръцка буква бета (β
) --е мярка за количеството, което определена течност разширява за степен на температурни промени. Можете да търсите това количество за всяка конкретна течност в таблица.След като знаете коефициента на разширение (β)за въпросната течност изчислете промяната в обема, като използвате формулата:
\ Delta V = V_0 \ бета (T_1-T_0)
където ∆V е промяната в температурата, V0 и Т0 са началният обем и температура и T1 е новата температура.
Промени в обема на газовете
Частиците в газ имат по-голяма свобода на движение, отколкото в течност. Съгласно закона за идеалния газ, налягането (P) и обемът (V) на даден газ са взаимно зависими от температурата (T) и броя на моловете на газа (n). Уравнението на идеалния газ е:
PV = nRT
където R е константа, известна като идеална газова константа. В SI (метрични) единици стойността на тази константа е 8,314 джаула на мол Келвин.
Налягането е постоянно: Пренареждайки това уравнение за изолиране на обема, получавате:
V = \ frac {nRT} {P}
и ако поддържате налягането и броя на бенките постоянни, имате пряка връзка между обема и температурата:
\ Delta V = \ frac {nR \ Delta T} {P}
където ∆V е промяна в обема, а ∆T е промяна в температурата. Ако започнете от начална температура T0 и налягане V0 и искате да знаете обема при нова температура T1 уравнението става:
V_1 = \ frac {nR (T_1-T_0)} {P} + V_0
Температурата е постоянна: Ако поддържате температурата постоянна и оставите налягането да се променя, това уравнение ви дава пряка връзка между обема и налягането:
V_1 = \ frac {nRT} {P_1-P_0} + V_0
Забележете, че обемът е по-голям, ако T1 е по-голямо от T0 но по-малък, ако P1 е по-голямо от P0.
Налягането и температурата варират: Когато температурата и налягането варират, уравнението става:
V_1 = \ frac {nR (T_1-T_0)} {P_1-P_0} + V_0
Включете стойностите за начална и крайна температура и налягане и стойността за първоначален обем, за да намерите новия обем.