ในสามสถานะของสสาร ก๊าซจะผ่านการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรมากที่สุดโดยมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและสภาวะความดัน แต่ของเหลวก็มีการเปลี่ยนแปลงเช่นกัน ของเหลวไม่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน แต่สามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ ในการคำนวณการเปลี่ยนแปลงปริมาตรของของเหลวตามอุณหภูมิ คุณจำเป็นต้องทราบค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงปริมาตร ในทางกลับกัน แก๊สทั้งหมดจะขยายตัวและหดตัวมากหรือน้อยตามกฎของแก๊สในอุดมคติ และการเปลี่ยนแปลงปริมาตรไม่ได้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ
ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)
คำนวณการเปลี่ยนแปลงปริมาตรของของเหลวด้วยอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงโดยค้นหาค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัว (β) และใช้สมการ ทั้งอุณหภูมิและความดันของก๊าซขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ดังนั้นในการคำนวณการเปลี่ยนแปลงปริมาตร ให้ใช้กฎของแก๊สในอุดมคติ
การเปลี่ยนแปลงปริมาตรสำหรับของเหลว
เมื่อคุณเพิ่มความร้อนให้กับของเหลว คุณจะเพิ่มพลังงานจลน์และแรงสั่นสะเทือนของอนุภาคที่ประกอบเข้าด้วยกัน เป็นผลให้พวกมันเพิ่มระยะการเคลื่อนที่ภายในขอบเขตของแรงที่จับพวกมันไว้ด้วยกันเป็นของเหลว แรงเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของพันธะที่ยึดโมเลกุลไว้ด้วยกันและยึดเหนี่ยวโมเลกุลซึ่งกันและกัน และแตกต่างกันไปสำหรับของเหลวทุกชนิด สัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงปริมาตร - มักแสดงด้วยอักษรกรีกตัวพิมพ์เล็กเบต้า (β
) --คือการวัดปริมาณของเหลวที่ขยายตัวต่อระดับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ คุณสามารถค้นหาปริมาณนี้สำหรับของเหลวใดๆ ในตารางเมื่อคุณทราบค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวแล้ว (β)สำหรับของเหลวที่เป็นปัญหา ให้คำนวณการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรโดยใช้สูตรดังนี้
\Delta V = V_0\เบต้า (T_1-T_0)
โดยที่ ∆V คือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ V0 และ T0 คือปริมาตรและอุณหภูมิเริ่มต้นและ T1 คืออุณหภูมิใหม่
ปริมาณการเปลี่ยนแปลงของก๊าซ
อนุภาคในแก๊สมีอิสระในการเคลื่อนไหวมากกว่าในของเหลว ตามกฎของแก๊สในอุดมคติ ความดัน (P) และปริมาตร (V) ของแก๊สจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ (T) และจำนวนโมลของก๊าซ (n) สมการก๊าซในอุดมคติคือ:
PV=nRT
โดยที่ R คือค่าคงที่ที่เรียกว่าค่าคงที่ของแก๊สในอุดมคติ ในหน่วย SI (เมตริก) ค่าคงที่นี้คือ 8.314 จูลต่อโมลเคลวิน
ความดันคงที่: การจัดเรียงสมการนี้ใหม่เพื่อแยกปริมาตร คุณจะได้:
V=\frac{nRT}{P}
และถ้าคุณรักษาความดันและจำนวนโมลให้คงที่ คุณจะมีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างปริมาตรและอุณหภูมิ:
\Delta V = \frac{nR\Delta T}{P}
โดยที่ ∆V คือการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรและ ∆T คือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ หากคุณเริ่มจากอุณหภูมิเริ่มต้น T0 และแรงดัน V0 และต้องการทราบปริมาตรที่อุณหภูมิใหม่ T1 สมการจะกลายเป็น:
V_1=\frac{nR(T_1-T_0)}{P}+V_0
อุณหภูมิคงที่: หากคุณรักษาอุณหภูมิให้คงที่และยอมให้ความดันเปลี่ยนแปลง สมการนี้จะให้ความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างปริมาตรและความดัน:
V_1=\frac{nRT}{P_1-P_0}+V_0
สังเกตว่าปริมาณจะมากขึ้นถ้าT1 ใหญ่กว่า T0 แต่เล็กกว่าถ้า P1 มีขนาดใหญ่กว่า P0.
ความดันและอุณหภูมิต่างกัน: เมื่ออุณหภูมิและความดันแปรผัน สมการจะกลายเป็น:
V_1=\frac{nR(T_1-T_0)}{P_1-P_0}+V_0
เสียบค่าอุณหภูมิและความดันเริ่มต้นและสุดท้ายและค่าของปริมาตรเริ่มต้นเพื่อค้นหาปริมาตรใหม่