Съдържание
От трите състояния на материята газовете претърпяват най-големи промени в обема с промяната на температурата и налягането, но течностите също претърпяват промени. Течностите не реагират на промените в налягането, но могат да бъдат отзивчиви към температурните промени, в зависимост от състава им. За да изчислите промяната на обема на една течност по отношение на температурата, трябва да знаете нейния коефициент на обемно разширение. От друга страна, газовете се разширяват и свиват повече или по-малко в съответствие със закона за идеалния газ и промяната в обема не зависи от неговия състав.
TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
Изчислете промяната на обема на течност с променяща се температура, като потърсите нейния коефициент на разширение (β) и използвайте уравнението ∆V = V0 x β * ∆T. Както температурата, така и налягането на газ зависят от температурата, така че за да изчислите промяна на обема, използвайте идеалния закон за газ: PV = nRT.
Промени в обема на течностите
Когато добавите топлина към течност, увеличавате кинетичната и вибрационна енергия на частиците, които се състоят. В резултат на това те увеличават обхвата си на движение в границите на силите, които ги държат заедно като течност. Тези сили зависят от силата на връзките, държащи молекули заедно и свързващи молекули една с друга, и са различни за всяка течност. Коефициентът на обемно разширение - обикновено се обозначава с малката гръцка буква beta (β_) --_ е мярка за количеството, което определена течност разширява на степен на промяна на температурата. Можете да потърсите това количество за всяка конкретна течност в таблица.
След като знаете коефициента на разширение (β _) _ за въпросната течност, изчислете промяната в обема, като използвате формулата:
∆V = V0 • β * (T1 - Т0)
където ∆V е промяната в температурата, V0 и Т0 са първоначалният обем и температура и Т1 е новата температура.
Промени в обема на газовете
Частиците в един газ имат повече свобода на движение, отколкото в течност. Според закона за идеалния газ налягането (P) и обемът (V) на един газ взаимно зависят от температурата (T) и броя на присъстващите бенки (n). Уравнението на идеалния газ е PV = nRT, където R е константа, известна като идеална постоянна газ. В SI (метрични) единици стойността на тази константа е 8.314 джоула ÷ мол - градус К.
Налягането е постоянно: Пренареждайки това уравнение, за да изолира обема, получавате: V = nRT ÷ P, и ако поддържате постоянно налягането и броя на бенките, имате пряка връзка между обем и температура: ∆V = nR∆T ÷ P, където ∆V е промяна в обема и ∆T е промяна в температурата. Ако започнете от начална температура T0 и налягане V0 и искате да знаете силата на звука при нова температура T1 уравнението става:
V1 = + V0
Температурата е постоянна: Ако поддържате температурата постоянна и позволявате на налягането да се променя, това уравнение ви дава пряка връзка между обема и налягането:
V1 = + V0
Забележете, че силата на звука е по-голяма, ако T1 е по-голям от Т0 но по-малък, ако P1 е по-голям от P0.
И налягането, и температурата варират: Когато температурата и налягането варират, уравнението става:
V1 = n • R • (T1 - Т0) ÷ (P1 - P0) + V0
Включете стойностите за начална и крайна температура и налягане и стойността за първоначалния обем, за да намерите новия обем.