Sådan beregnes volumenændring

Af de tre tilstander af stof undergår gasser de største volumenændringer med ændringer i temperatur og trykforhold, men væsker undergår også ændringer. Væsker er ikke lydhør over for trykændringer, men de kan reagere på temperaturændringer afhængigt af deres sammensætning. For at beregne volumenændringen af ​​en væske med hensyn til temperatur, skal du kende dens volumetriske ekspansionskoefficient. Gasser derimod udvider og kontraherer mere eller mindre i overensstemmelse med den ideelle gaslov, og volumenændringen er ikke afhængig af sammensætningen.

TL; DR (for lang tid, ikke læst )

Beregn volumenændring af en væske med skiftende temperatur ved at kigge op på ekspansionskoefficienten (β) og bruge ligningen ΔV = V _{0 x β * ΔT. Både temperatur og tryk på en gas er afhængig af temperaturen, så for at beregne volumenændring skal du bruge den ideelle gaslov: PV = nRT.}

Volumenændringer for væsker

Når du tilføjer varme til en væske, øger du den kinetiske og vibrationelle energi af partiklerne der omfatter den. Som følge heraf øger de deres bevægelsesområde inden for grænserne af de kræfter, der holder dem sammen som en væske. Disse kræfter afhænger af styrken af ​​bindingerne, der holder molekyler sammen og bindende molekyler til hinanden, og er forskellige for hver væske. Den volumetriske ekspansionskoefficient - som oftest betegnes med den lille bogstaver græsk bogstav beta (β_) --_ er et mål for den mængde, en bestemt væske udvider pr. Grad af temperaturændring. Du kan opsøge denne mængde for en bestemt væske i et bord.

Når du kender ekspansionskoefficienten (β _) _ for den pågældende væske, skal du beregne volumenændringen ved at bruge formlen:

ΔV = V _{0 • β * (T 1 - T 0)}

hvor ΔV er temperaturændringen, V _{0 og T < sub> 0 er begyndelsesvolumen og temperatur, og T 1 er den nye temperatur.}

Volumenændringer for gasser

Partikler i en gas har større bevægelsesfrihed, end de gør i en væske. Ifølge den ideelle gaslov er tryk (P) og volumen (V) af en gas indbyrdes afhængig af temperatur (T) og antallet af gasser, der er til stede (n). Den ideelle gasligning er PV = nRT, hvor R er en konstant kendt som den ideelle gaskonstant. I SI (metriske) enheder er værdien af ​​denne konstant 8,314 joules ÷ mol - grad K.

Tryk er konstant: Omlægning af denne ligning for at isolere volumen får du: V = nRT ÷ P, og hvis du Hold trykket og antallet af mol konstant, du har et direkte forhold mellem volumen og temperatur: ΔV = nRΔT ÷ P, hvor ΔV er volumenændring og ΔT er temperaturændring. Hvis du starter fra en indledende temperatur T _{0 og trykket V 0 og vil vide volumenet ved en ny temperatur T 1, bliver ligningen:}

V _{1 = 1 - T 0) ÷ P] + V 0}

Temperaturen er konstant: Hvis du holder temperaturen konstant og tillader tryk at ændre ligning giver dig et direkte forhold mellem volumen og tryk:

V _{1 = [n • R • T ÷ (P 1 - P 0)] + V 0}

Bemærk, at volumenet er større, hvis T _{1 er større end T 0, men mindre hvis P 1 er større end P 0.}

Tryk og temperatur varierer begge: Når både temperatur og tryk varierer, bliver ligningen:

V _{1 = n • R • (T 1 - T 0) ÷ (P 1 - P 0) + V 0}

Indsæt værdierne for indledende og endelige temperatur og tryk og værdien for indledende volumen for at finde den nye volumen.