Maddenin üç durumundan gazlar, değişen sıcaklık ve basınç koşulları ile en büyük hacim değişikliklerine uğrar, ancak sıvılar da değişikliklere uğrar. Sıvılar, basınç değişikliklerine duyarlı değildir, ancak bileşimlerine bağlı olarak sıcaklık değişikliklerine duyarlı olabilirler. Bir sıvının sıcaklığa göre hacim değişimini hesaplamak için hacimsel genleşme katsayısını bilmeniz gerekir. Gazlar ise ideal gaz yasasına göre az ya da çok genleşir ve büzülür ve hacim değişimi bileşimine bağlı değildir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Genleşme katsayısına (β) bakarak ve denklemi kullanarak değişen sıcaklıkta bir sıvının hacim değişimini hesaplayın. Bir gazın hem sıcaklığı hem de basıncı sıcaklığa bağlıdır, bu nedenle hacim değişimini hesaplamak için ideal gaz yasasını kullanın.
Sıvılar İçin Hacim Değişiklikleri
Bir sıvıya ısı eklediğinizde, onu oluşturan parçacıkların kinetik ve titreşim enerjisini arttırırsınız. Sonuç olarak, sıvı olarak onları bir arada tutan kuvvetlerin sınırları dahilinde hareket aralıklarını arttırırlar. Bu kuvvetler, molekülleri bir arada tutan ve molekülleri birbirine bağlayan bağların gücüne bağlıdır ve her sıvı için farklıdır. Hacimsel genişleme katsayısı -- genellikle küçük Yunan harfi beta (β) ile gösterilir
) --belirli bir sıvının sıcaklık değişimi derecesi başına genişlediği miktarın bir ölçüsüdür. Tablodaki herhangi bir sıvı için bu miktarı arayabilirsiniz.Genişleme katsayısını öğrendikten sonra (β)Söz konusu sıvı için hacimdeki değişimi aşağıdaki formülü kullanarak hesaplayın:
\Delta V = V_0\beta (T_1-T_0)
burada ∆V sıcaklıktaki değişimdir, V0 ve T0 başlangıç hacmi ve sıcaklık ve T1 yeni sıcaklıktır.
Gazlar için Hacim Değişiklikleri
Bir gazdaki parçacıklar, bir sıvıdakinden daha fazla hareket özgürlüğüne sahiptir. İdeal gaz yasasına göre, bir gazın basıncı (P) ve hacmi (V), karşılıklı olarak sıcaklığa (T) ve mevcut gazın mol sayısına (n) bağlıdır. İdeal gaz denklemi:
PV=nRT
burada R, ideal gaz sabiti olarak bilinen bir sabittir. SI (metrik) birimlerinde, bu sabitin değeri mol Kelvin başına 8.314 joule'dür.
Basınç sabit: Hacmi izole etmek için bu denklemi yeniden düzenlerseniz, şunları elde edersiniz:
V=\frac{nRT}{P}
ve basıncı ve mol sayısını sabit tutarsanız, hacim ve sıcaklık arasında doğrudan bir ilişki vardır:
\Delta V = \frac{nR\Delta T}{P}
burada ∆V hacimdeki değişiklik ve ∆T sıcaklıktaki değişikliktir. Başlangıç sıcaklığından T başlarsanız0 ve basınç V0 ve yeni bir T sıcaklığındaki hacmi bilmek istiyorum1 denklem şu hale gelir:
V_1=\frac{nR(T_1-T_0)}{P}+V_0
Sıcaklık sabit: Sıcaklığı sabit tutar ve basıncın değişmesine izin verirseniz, bu denklem size hacim ve basınç arasında doğrudan bir ilişki verir:
V_1=\frac{nRT}{P_1-P_0}+V_0
T ise hacmin daha büyük olduğuna dikkat edin.1 T'den daha büyük0 ancak P ise daha küçük1 P'den daha büyük0.
Basınç ve sıcaklık her ikisi de değişir: Hem sıcaklık hem de basınç değiştiğinde denklem şöyle olur:
V_1=\frac{nR(T_1-T_0)}{P_1-P_0}+V_0
Yeni hacmi bulmak için ilk ve son sıcaklık ve basınç değerlerini ve ilk hacim değerini girin.