물질의 세 가지 상태 중 기체는 온도와 압력 조건의 변화에 따라 가장 큰 부피 변화를 겪지 만 액체도 변화합니다. 액체는 압력 변화에 반응하지 않지만 구성에 따라 온도 변화에 반응 할 수 있습니다. 온도에 따른 액체의 부피 변화를 계산하려면 부피 팽창 계수를 알아야합니다. 반면에 기체는 모두 이상 기체 법칙에 따라 다소 팽창하고 수축하며 부피 변화는 그 조성에 의존하지 않습니다.
TL; DR (너무 긴; 읽지 않음)
팽창 계수 (β)를 찾고 방정식을 사용하여 온도 변화에 따른 액체의 부피 변화를 계산합니다. 기체의 온도와 압력은 모두 온도에 따라 달라 지므로 부피 변화를 계산하려면 이상 기체 법칙을 사용하십시오.
액체의 부피 변화
액체에 열을 추가하면이를 구성하는 입자의 운동 및 진동 에너지가 증가합니다. 결과적으로, 그들은 액체로 함께 묶는 힘의 한계 내에서 운동 범위를 증가시킵니다. 이러한 힘은 분자를 함께 묶고 분자를 서로 결합시키는 결합의 강도에 따라 달라지며 모든 액체에 따라 다릅니다. 체적 팽창 계수-일반적으로 그리스 소문자 베타 (β)로 표시됩니다.) --특정 액체가 온도 변화 정도에 따라 팽창하는 양을 측정 한 것입니다. 테이블에서 특정 액체에 대해이 양을 찾을 수 있습니다.
팽창 계수 (β)문제의 액체에 대해 다음 공식을 사용하여 부피 변화를 계산합니다.
\ Delta V = V_0 \ beta (T_1-T_0)
여기서 ∆V는 온도 변화, V0 그리고 T0 초기 부피와 온도 및 T1 새로운 온도입니다.
가스의 부피 변화
기체의 입자는 액체에서보다 더 자유롭게 움직입니다. 이상 기체 법칙에 따르면 기체의 압력 (P)과 부피 (V)는 온도 (T)와 존재하는 기체의 몰수 (n)에 상호 의존합니다. 이상 기체 방정식은 다음과 같습니다.
PV = nRT
여기서 R은 이상 기체 상수로 알려진 상수입니다. SI (미터법) 단위에서이 상수의 값은 켈빈 몰당 8.314 줄입니다.
압력은 일정하다: 볼륨을 분리하기 위해이 방정식을 재정렬하면 다음을 얻을 수 있습니다.
V = \ frac {nRT} {P}
압력과 몰수를 일정하게 유지하면 부피와 온도 사이에 직접적인 관계가 있습니다.
\ 델타 V = \ frac {nR \ Delta T} {P}
여기서 ∆V는 부피 변화이고 ∆T는 온도 변화입니다. 초기 온도 T에서 시작하는 경우0 그리고 압력 V0 새로운 온도 T에서의 부피를 알고 싶습니다.1 방정식은 다음과 같습니다.
V_1 = \ frac {nR (T_1-T_0)} {P} + V_0
온도는 일정하다: 온도를 일정하게 유지하고 압력이 변경되도록 허용하는 경우이 방정식은 부피와 압력 간의 직접적인 관계를 제공합니다.
V_1 = \ frac {nRT} {P_1-P_0} + V_0
T 인 경우 볼륨이 더 큽니다.1 T보다 큽니다0 그러나 P라면 더 작다1 P보다 크다0.
압력과 온도는 모두 다릅니다: 온도와 압력이 모두 변하면 방정식은 다음과 같습니다.
V_1 = \ frac {nR (T_1-T_0)} {P_1-P_0} + V_0
초기 및 최종 온도 및 압력 값과 초기 볼륨 값을 연결하여 새 볼륨을 찾으십시오.