Зміст
З трьох станів речовини гази зазнають найбільших змін об’єму при зміні температури та тиску, але рідини також зазнають змін. Рідини не реагують на зміни тиску, але вони можуть бути чутливими до змін температури, залежно від їх складу. Щоб обчислити зміну об'єму рідини відносно температури, потрібно знати її коефіцієнт об'ємного розширення. З іншого боку, гази розширюються і стискаються більш-менш відповідно до закону про ідеальний газ, і зміна обсягу не залежить від його складу.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Обчисліть зміну об'єму рідини зі зміною температури, знайшовши її коефіцієнт розширення (β) та використовуючи рівняння ∆V = V0 x β * ∆T. І температура, і тиск газу залежать від температури, тому для обчислення зміни обсягу використовуйте закон ідеального газу: PV = nRT.
Зміни обсягу для рідин
Додаючи тепло до рідини, ви збільшуєте кінетичну та коливальну енергію частинок, що її містять. Як результат, вони збільшують свій діапазон руху в межах сил, що тримають їх разом як рідина. Ці сили залежать від сили зв’язків, що тримають молекули разом і зв'язують молекули один з одним, і відрізняються для кожної рідини. Коефіцієнт об'ємного розширення - зазвичай позначається малою грецькою літерою beta (β_) --_ - це міра кількості, яку конкретна рідина розширює за ступінь зміни температури. Ви можете знайти цю кількість для будь-якої конкретної рідини в таблиці.
Коли ви знаєте коефіцієнт розширення (β _) _ для рідини, про яку йдеться, обчисліть зміну об'єму, використовуючи формулу:
∆V = V0 • β * (Т1 - Т0)
де ∆V - зміна температури, V0 і Т0 - початковий об'єм і температура і Т1 - нова температура.
Зміни гучності для газів
Частинки в газі мають більше свободи руху, ніж у рідини. Відповідно до закону ідеального газу, тиск (P) і об'єм (V) газу взаємно залежать від температури (T) та кількості молей газу, присутніх (n). Рівняння ідеального газу - PV = nRT, де R - константа, відома як константа ідеального газу. В одиницях СІ (метричних) значення цієї константи становить 8,314 джоуля ÷ моль - градус К.
Тиск постійний: Переставляючи це рівняння для виділення об'єму, ви отримуєте: V = nRT ÷ P, і якщо ви підтримуєте постійний тиск і кількість молей, ви маєте прямий зв’язок між об'ємом і температурою: ∆V = nR∆T ÷ P, де ∆V - зміна об'єму і ∆T - зміна температури. Якщо ви починаєте з початкової температури T0 і тиск V0 і хочете знати гучність при новій температурі T1 рівняння стає:
V1 = + V0
Температура постійна: Якщо ви підтримуєте температуру постійною і дозволяєте змінювати тиск, це рівняння дає вам пряму залежність між об'ємом і тиском:
V1 = + V0
Зверніть увагу, що об'єм більший, якщо T1 більший за Т0 але менший, якщо P1 більший за Р0.
Тиск і температура змінюються: Коли температура і тиск змінюються, рівняння стає:
V1 = n • R • (T1 - Т0) ÷ (P1 - Р0) + V0
Підключіть значення початкової та кінцевої температури та тиску та значення початкового об'єму, щоб знайти новий об'єм.