Sadržaj
Od tri stanja materije, plinovi prolaze kroz najveće promjene volumena s promjenom temperature i tlaka, ali tekućine također podliježu promjenama. Tekućine ne reagiraju na promjene tlaka, ali mogu biti osjetljive na temperaturne promjene, ovisno o sastavu. Da biste izračunali promjenu volumena tekućine u odnosu na temperaturu, morate znati njezin koeficijent volumetrijskog širenja. S druge strane, plinovi se šire ili sažimaju manje ili više u skladu sa zakonom o idealnom plinu, a promjena volumena ne ovisi o njegovom sastavu.
TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
Izračunajte promjenu volumena tekućine s promjenom temperature pretraživanjem koeficijenta širenja (β) i pomoću jednadžbe ∆V = V0 x β * ∆T. I temperatura i tlak plina ovise o temperaturi, pa za izračunavanje promjene volumena koristite idealni zakon o plinu: PV = nRT.
Promjene volumena za tekućine
Kada dodate toplinu tekućini, povećavate kinetičku i vibracijsku energiju čestica koje je čine. Kao rezultat toga, oni povećavaju svoj domet kretanja u granicama sila koje ih drže zajedno kao tekućina. Te sile ovise o jačini veza koje molekule drže zajedno i molekule se međusobno vežu, a razlikuju se za svaku tekućinu. Koeficijent volumetrijske ekspanzije - obično se označava malim grčkim slovom beta (β_) --_, mjera je količine koju određena tekućina raste po stupnju promjene temperature. Ovu količinu tekućine možete potražiti u tablici.
Jednom kada znate koeficijent ekspanzije (β _) _ za predmetnu tekućinu, izračunajte promjenu volumena pomoću formule:
∆V = V0 • β * (T1 - T0)
gdje je ∆V promjena temperature, V0 i T0 su početni volumen i temperatura i T1 je nova temperatura.
Promjene volumena za plinove
Čestice u plinu imaju više slobode kretanja nego u tekućini. Prema zakonu idealnog plina, tlak (P) i volumen (V) plina uzajamno ovise o temperaturi (T) i broju molova prisutnog plina (n). Jednadžba idealnog plina je PV = nRT, gdje je R konstanta poznata kao konstanta idealnog plina. U SI (metričkim) jedinicama vrijednost ove konstante je 8.314 joula ÷ mo - stupnja K.
Tlak je konstantan: Preuređujući ovu jednadžbu radi izoliranja volumena, dobivate: V = nRT ÷ P, a ako održavate konstantni tlak i broj molova, imate izravan odnos između volumena i temperature: ∆V = nR∆T ÷ P, gdje je ∆V promjena u volumenu i ∆T promjena temperature. Ako polazite od početne temperature T0 i tlaka V0 i želite znati volumen pri novoj temperaturi T1 jednadžba postaje:
V1 = + V0
Temperatura je konstantna: Ako održavate temperaturu konstantnom i dopuštate da se pritisak mijenja, ova jednadžba daje izravan odnos između volumena i tlaka:
V1 = + V0
Primjetite da je volumen veći ako je T1 veći je od T0 ali manji ako je P1 veći je od P0.
I tlak i temperatura variraju: Kada se i temperatura i tlak razlikuju, jednadžba postaje:
V1 = n • R • (T1 - T0) ÷ (P1 - P0) + V0
Uključite vrijednosti za početnu i krajnju temperaturu i tlak i vrijednost za početni volumen kako biste pronašli novi volumen.