Tartalom
A három anyagállapot közül a gázok térfogatváltozása a legnagyobb hőmérséklet- és nyomásviszonyok mellett, de a folyadékok is változnak. A folyadékok nem reagálnak a nyomásváltozásra, ám összetételüktől függően reagálhatnak a hőmérsékleti változásokra is. A folyadék térfogatváltozásának hőmérséklethez viszonyított kiszámításához meg kell ismernie annak térfogati tágulási együtthatóját. A gázok viszont mindegyike az ideális gázszabálynak megfelelően többé-kevésbé kiterjed és összehúzódik, és a térfogatváltozás nem függ annak összetételétől.
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
Számítsa ki a folyadék térfogatváltozását a változó hőmérsékleten úgy, hogy megkeresi a tágulási együtthatóját (β), és használja a ∆V = V egyenletet0 x β * ∆T. A gáz hőmérséklete és nyomása egyaránt függ a hőmérséklettől, így a térfogatváltozás kiszámításához használjuk az ideális gázszabályt: PV = nRT.
Folyadékok mennyiségváltozása
Ha hőt ad hozzá egy folyadékhoz, megnövekszik az azt alkotó részecskék kinetikai és vibrációs energiája. Ennek eredményeként a folyadékként együtt tartó erők hatására megnőnek a mozgási tartományuk. Ezek az erők a molekulákat egymáshoz tartó és a molekulákat egymáshoz kötődő kötések erősségétől függenek, és minden folyadékban különböznek. A térfogati tágulási együttható - amelyet általában a kisbetűs görög béta betűvel jelölnek (β_) --_, azt a mennyiséget jelzi, amelyet egy adott folyadék a hőmérséklet-változás fokánként megnöveli. Ezt a mennyiséget a táblázat bármelyik folyadékára felkutathatja.
Miután megismerte a szóban forgó folyadék tágulási együtthatóját (β _) _, a következő képlet segítségével számolja ki a térfogatváltozást:
∆V = V0 • β * (T1 - T0)
ahol ∆V a hőmérséklet változása, V0 és T0 a kezdeti térfogat és hőmérséklet, valamint T1 az új hőmérséklet.
A gázok mennyiségének változása
A gáz részecskéi nagyobb mozgásszabadsággal rendelkeznek, mint egy folyadékban. Az ideális gáz törvény szerint a gáz nyomása (P) és térfogata (V) kölcsönösen függ a hőmérséklettől (T) és a jelen lévő gáz molszámától (n). Az ideális gázegyenlet PV = nRT, ahol R jelentése állandó, mint ideális gázállandó. SI (metrikus) egységekben ennek az állandónak a értéke 8,314 joule ÷ mól - K fok.
A nyomás állandó: Az egyenlet átrendezése a térfogat elkülönítéséhez: V = nRT ÷ P, és ha állandóan tartja a nyomást és a molok számát, akkor közvetlen kapcsolata van a térfogat és a hőmérséklet között: ∆V = nR∆T ÷ P, ahol ∆V a térfogatváltozás és ∆T a hőmérsékletváltozás. Ha a kezdeti hőmérséklettől T kezdődik0 és V nyomás0 és meg akarja tudni a térfogatot új T hőmérsékleten1 az egyenlet lesz:
V1 = + V0
A hőmérséklet állandó: Ha állandó hőmérsékletet tart, és hagyja, hogy a nyomás megváltozzon, ez az egyenlet közvetlen kapcsolatot hoz létre a térfogat és a nyomás között:
V1 = + V0
Vegye figyelembe, hogy a hangerő nagyobb, ha T1 nagyobb, mint T0 de kisebb, ha P1 nagyobb, mint P0.
A nyomás és a hőmérséklet egyaránt változnak: Ha mind a hőmérséklet, mind a nyomás változik, az egyenlet így lesz:
V1 = n • R • (T1 - T0) ÷ (P1 - P0) + V0
Csatlakoztassa az eredeti és a végső hőmérséklet és nyomás, valamint a kezdeti térfogat értékét az új térfogat megtalálásához.