Vsebina
Od treh stanj snovi se plini najbolj spreminjajo v prostornini s spreminjanjem temperature in tlaka, vendar se tekočine tudi spreminjajo. Tekočine se ne odzivajo na spremembe tlaka, vendar so lahko odzivne na temperaturne spremembe, odvisno od sestave. Če želite izračunati spremembo prostornine tekočine glede na temperaturo, morate vedeti njen koeficient volumetrične ekspanzije. Po drugi strani se plini vse bolj ali manj širijo in zmanjšujejo v skladu z zakonom o idealnem plinu, sprememba prostornine pa ni odvisna od njegove sestave.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
Izračunajte spremembo prostornine tekočine s spreminjajočo se temperaturo tako, da poiščete njen koeficient raztezanja (β) in uporabimo enačbo ∆V = V0 x β * ∆T. Temperatura in tlak plina sta odvisna od temperature, zato za izračun spremembe prostornine uporabite zakon idealnega plina: PV = nRT.
Spremembe volumna tekočin
Ko tekočini dodate toploto, povečate kinetično in vibracijsko energijo delcev, ki jih sestavljajo. Kot rezultat, povečajo svoj obseg gibanja v mejah sil, ki jih držijo skupaj kot tekočina. Te sile so odvisne od moči vezi, ki držijo molekule skupaj in vežejo molekule med seboj, in so za vsako tekočino različne. Koeficient volumetrične ekspanzije - ponavadi označen z malo črko beta (β_) --_ je merilo količine, ki jo posamezna tekočina poveča na stopnjo temperaturne spremembe. To količino lahko poiščete za katero koli tekočino v tabeli.
Ko veste koeficient razširitve (β _) _ za zadevno tekočino, izračunajte spremembo prostornine po formuli:
∆V = V0 • β * (T1 - T0)
kjer je ∆V sprememba temperature, V0 in T0 sta začetna prostornina in temperatura ter T1 je nova temperatura.
Spremembe prostornine za pline
Delci v plinu imajo več svobode gibanja kot v tekočini. Po zakonu o idealnem plinu sta tlak (P) in prostornina (V) plina medsebojno odvisna od temperature (T) in števila molov prisotnega plina (n). Enačba idealnega plina je PV = nRT, kjer je R konstanta, znana kot konstanta idealnega plina. V SI (metričnih) enotah je vrednost te konstante 8.314 joulov ÷ mo - stopinja K.
Tlak je stalen: Če prilagodite to enačbo tako, da izolirate prostornino, dobite: V = nRT ÷ P, in če vzdržujete tlak in število molov konstantno, imate neposredno razmerje med prostornino in temperaturo: ∆V = nR∆T ÷ P, kjer je ∆V sprememba prostornine in ∆T sprememba temperature. Če začnete z začetno temperaturo T0 in tlaka V0 in želite vedeti glasnost pri novi temperaturi T1 enačba postane:
V1 = + V0
Temperatura je konstantna: Če ohranjate temperaturo konstantno in dovolite spreminjanje tlaka, vam ta enačba daje neposredno razmerje med prostornino in tlakom:
V1 = + V0
Opazite, da je prostornina večja, če je T1 je večji od T0 vendar manjši, če je P1 je večji od P0.
Tlak in temperatura sta različna: Ko se temperatura in tlak razlikujeta, enačba postane:
V1 = n • R • (T1 - T0) ÷ (P1 - P0) + V0
Vstavite vrednosti za začetno in končno temperaturo in tlak ter vrednost začetne prostornine, da poiščete novo prostornino.