A három anyagállapot közül a gázok térnek el a legnagyobb térfogatváltozáson a hőmérséklet és a nyomás változásával, de a folyadékok is változnak. A folyadékok nem reagálnak a nyomás változásaira, de összetételüktől függően reagálhatnak a hőmérséklet változásaira. A folyadék térfogatváltozásának a hőmérséklethez viszonyított kiszámításához ismernie kell annak térfogat-tágulási együtthatóját. A gázok viszont mind nagyjából az ideális gáztörvénynek megfelelően tágulnak és összehúzódnak, és a térfogatváltozás nem függ összetételétől.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
Számítsa ki a változó hőmérsékletű folyadék térfogatváltozását annak tágulási együtthatójának (β) megkeresésével és az egyenlet használatával. A gáz hőmérséklete és nyomása is függ a hőmérséklettől, ezért a térfogatváltozás kiszámításához használja az ideális gáztörvényt.
Folyadékok mennyiségi változásai
Ha hőt ad egy folyadékhoz, növeli az azt tartalmazó részecskék mozgási és rezgési energiáját. Ennek eredményeként megnövelik mozgástartományukat az őket folyadékként összetartó erők határain belül. Ezek az erők a molekulákat összetartó és a molekulákat egymáshoz kötő kötések erősségétől függenek, és minden folyadék esetében eltérőek. A térfogat-tágulási együttható - amelyet általában a görög béta kisbetűvel jelölünk (β
) --annak a mértéknek a mértéke, amelyet egy adott folyadék kitágít a hőmérsékletváltozás fokánként. Ezt a mennyiséget bármelyik folyadékhoz megnézheti egy táblázatban.Miután megismerte a tágulási együtthatót (β)a szóban forgó folyadék esetében a képlet segítségével számítsa ki a térfogat változását:
\ Delta V = V_0 \ béta (T_1-T_0)
ahol ∆V a hőmérséklet változása, V0 és T0 a kezdeti térfogat és hőmérséklet és T1 az új hőmérséklet.
A gázok mennyiségének változásai
A gázban lévő részecskék nagyobb mozgásszabadsággal rendelkeznek, mint folyadékban. Az ideális gáztörvény szerint a gáz nyomása (P) és térfogata (V) kölcsönösen függ a hőmérséklettől (T) és a jelenlévő gázmólok számától (n). Az ideális gázegyenlet:
PV = nRT
ahol R jelentése ideális gázállandóként ismert konstans. SI (metrikus) egységekben ennek az állandónak az értéke 8,314 joule / mol Kelvin.
A nyomás állandó: Ezt az egyenletet átrendezve a térfogat elkülönítésére a következőket kapja:
V = \ frac {nRT} {P}
és ha állandóan tartja a nyomást és az anyajegyek számát, akkor közvetlen kapcsolatban áll a térfogat és a hőmérséklet között:
\ Delta V = \ frac {nR \ Delta T} {P}
ahol ∆V a térfogat változása és ∆T a hőmérséklet változása. Ha a kezdeti T hőmérsékletről indul0 és V nyomás0 és tudni akarja a térfogatot új T hőmérsékleten1 az egyenlet:
V_1 = \ frac {nR (T_1-T_0)} {P} + V_0
A hőmérséklet állandó: Ha állandóan tartja a hőmérsékletet, és hagyja, hogy a nyomás megváltozzon, ez az egyenlet közvetlen kapcsolatot ad a térfogat és a nyomás között:
V_1 = \ frac {nRT} {P_1-P_0} + V_0
Vegye figyelembe, hogy a hangerő nagyobb, ha T1 nagyobb, mint T0 de kisebb, ha P1 nagyobb, mint P0.
A nyomás és a hőmérséklet egyaránt változik: Ha a hőmérséklet és a nyomás is változik, az egyenlet a következõvé válik:
V_1 = \ frac {nR (T_1-T_0)} {P_1-P_0} + V_0
Csatlakoztassa a kezdeti és a végső hőmérséklet és nyomás, valamint a kezdeti térfogat értékét az új térfogat megtalálásához.