З трьох станів речовини гази зазнають найбільших змін обсягу при зміні температури і тиску, але рідини також зазнають змін. Рідини не реагують на зміну тиску, але вони можуть реагувати на перепади температур, залежно від їх складу. Для розрахунку зміни об’єму рідини відносно температури потрібно знати її коефіцієнт об’ємного розширення. Натомість усі гази розширюються і стискаються більш-менш відповідно до закону про ідеальний газ, і зміна обсягу не залежить від його складу.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Обчисліть зміну об’єму рідини зі зміною температури, шукаючи її коефіцієнт розширення (β) та використовуючи рівняння. І температура, і тиск газу залежать від температури, тому для розрахунку зміни обсягу використовуйте закон ідеального газу.
Зміни обсягу для рідин
Коли ви додаєте рідині тепло, ви збільшуєте кінетичну та вібраційну енергію частинок, що її складають. В результаті вони збільшують діапазон руху в межах сил, що утримують їх разом у вигляді рідини. Ці сили залежать від міцності зв’язків, що утримують молекули разом і зв’язують молекули між собою, і різні для кожної рідини. Коефіцієнт об'ємного розширення - зазвичай позначається малою грецькою літерою бета (β
Як тільки ви дізнаєтесь коефіцієнт розширення (β)для рідини, про яку йде мова, обчисліть зміну об’єму за формулою:
\ Delta V = V_0 \ beta (T_1-T_0)
де ∆V - зміна температури, V0 і Т0 - початковий об’єм і температура і Т1 - це нова температура.
Зміни обсягу газів
Частинки газу мають більше свободи руху, ніж у рідині. Відповідно до закону ідеального газу, тиск (P) та об’єм (V) газу взаємозалежні від температури (T) та кількості молей газу (n). Рівняння ідеального газу:
PV = nRT
де R - константа, відома як ідеальна газова константа. У одиницях СІ (метричні) значення цієї константи становить 8,314 джоулів на моль Кельвіна.
Тиск постійний: Переставляючи це рівняння для ізоляції об’єму, ви отримуєте:
V = \ frac {nRT} {P}
і якщо ти підтримуєш тиск і кількість родимок постійними, ти маєш прямий зв’язок між об’ємом і температурою:
\ Delta V = \ frac {nR \ Delta T} {P}
де ∆V - це зміна обсягу, а ∆T - зміна температури. Якщо починати з початкової температури T0 і тиск V0 і хочу знати об’єм при новій температурі Т1 рівняння стає:
V_1 = \ frac {nR (T_1-T_0)} {P} + V_0
Температура постійна: Якщо ви підтримуєте постійну температуру і дозволяєте змінювати тиск, це рівняння дає вам прямий зв’язок між об’ємом і тиском:
V_1 = \ frac {nRT} {P_1-P_0} + V_0
Зверніть увагу, що об'єм більший, якщо T1 більше T0 але менший, якщо Р1 більше P0.
Тиск і температура різняться: Коли і температура, і тиск змінюються, рівняння стає:
V_1 = \ frac {nR (T_1-T_0)} {P_1-P_0} + V_0
Введіть значення початкової та кінцевої температури та тиску та значення початкового об'єму, щоб знайти новий об'єм.
