Kolmest aineseisundist muutuvad gaasid suurima temperatuuri ja temperatuuri muutumise tingimustes, kuid muutuvad ka vedelikud. Vedelikud ei reageeri rõhu muutustele, kuid sõltuvalt nende koostisest võivad nad reageerida temperatuuri muutustele. Vedeliku mahu muutuse arvutamiseks temperatuuri suhtes peate teadma selle mahupaisumistegurit. Gaasid seevastu laienevad ja tõmbuvad kokku enam-vähem vastavalt ideaalsele gaasiseadusele ning mahu muutus ei sõltu selle koostisest.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Arvutage muutuva temperatuuriga vedeliku mahu muutus, otsides selle paisumistegurit (β) ja kasutades võrrandit. Nii gaasi temperatuur kui ka rõhk sõltuvad temperatuurist, nii et mahu muutuse arvutamiseks kasutage ideaalset gaasiseadust.
Vedelike mahu muutused
Kui lisate vedelikule soojust, suurendate seda sisaldavate osakeste kineetilist ja vibratsiooni energiat. Selle tulemusel suurendavad nad oma liikumisulatust nende vedelikuna koos hoidvate jõudude piires. Need jõud sõltuvad molekule koos hoidvate ja molekule üksteisega siduvate sidemete tugevusest ning on iga vedeliku puhul erinevad. Mahulise paisumise koefitsient - tavaliselt tähistatud kreeka väiketähega beeta (β
) --on summa, mida konkreetne vedelik paisub temperatuuri muutuse astme kohta. Selle koguse saate tabelist otsida konkreetse vedeliku kohta.Kui teate paisumistegurit (β)kõnealuse vedeliku korral arvutage mahu muutus järgmise valemi abil:
\ Delta V = V_0 \ beeta (T_1-T_0)
kus ∆V on temperatuuri muutus, V0 ja T0 on esialgne maht ja temperatuur ning T1 on uus temperatuur.
Gaaside helitugevuse muutused
Gaasis sisalduvatel osakestel on suurem liikumisvabadus kui vedelikul. Ideaalse gaasiseaduse kohaselt sõltuvad gaasi rõhk (P) ja maht (V) vastastikku temperatuurist (T) ja olemasolevate gaasimoolide arvust (n). Ideaalne gaasivõrrand on:
PV = nRT
kus R on ideaalse gaasikonstandina tuntud konstant. SI (meetermõõdustiku) ühikutes on selle konstandi väärtus 8,314 džauli mooli Kelvini kohta.
Rõhk on püsiv: Selle võrrandi ümberkorraldamine mahu eraldamiseks saad:
V = \ frac {nRT} {P}
ja kui hoiate moolide rõhku ja arvu konstantsena, on teil mahu ja temperatuuri vahel otsene seos:
\ Delta V = \ frac {nR \ Delta T} {P}
kus ∆V on mahu muutus ja ∆T on temperatuuri muutus. Kui alustate algtemperatuurist T0 ja rõhk V0 ja soovite teada helitugevust uuel temperatuuril T1 võrrand saab:
V_1 = \ frac {nR (T_1-T_0)} {P} + V_0
Temperatuur on konstantne: Kui hoiate temperatuuri konstantsena ja lasete rõhul muutuda, annab see võrrand teile otsese seose mahu ja rõhu vahel:
V_1 = \ frac {nRT} {P_1-P_0} + V_0
Pange tähele, et helitugevus on suurem, kui T1 on suurem kui T0 kuid väiksem kui P1 on suurem kui P0.
Rõhk ja temperatuur varieeruvad: Kui nii temperatuur kui ka rõhk varieeruvad, saab võrrand:
V_1 = \ frac {nR (T_1-T_0)} {P_1-P_0} + V_0
Uue mahu leidmiseks sisestage alg- ja lõpptemperatuuri ning rõhu väärtused ja algmahu väärtus.