Sisu
Kolmest mateeria olekust muutuvad temperatuuri ja rõhu muutumisel kõige suuremad gaasid, kuid muutuvad ka vedelikud. Vedelikud ei reageeri rõhumuutustele, kuid sõltuvalt nende koostisest võivad nad reageerida temperatuurimuutustele. Vedeliku ruumala muutuse arvutamiseks temperatuuri suhtes peate teadma selle mahupaisumise koefitsienti. Gaasid seevastu laienevad ja tõmbuvad enam-vähem kokku vastavalt ideaalse gaasi seadusele ning mahu muutus ei sõltu selle koostisest.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Vedeliku ruumala muutuse arvutamiseks muutuva temperatuuriga arvutatakse selle paisumiskoefitsient (β) ja võrrandit ∆V = V kasutades0 x β * ∆T. Nii gaasi temperatuur kui ka rõhk sõltuvad temperatuurist, nii et ruumala muutuse arvutamiseks kasutage ideaalse gaasi seadust: PV = nRT.
Vedelike mahu muutused
Kui lisate vedelikule soojust, suurendate seda sisaldavate osakeste kineetilist ja vibratsioonienergiat. Selle tagajärjel suurendavad nad liikumisulatust nende jõudude piires, mis hoiavad neid koos vedelikuna. Need jõud sõltuvad sidemeid, mis hoiavad molekule koos ja seovad molekule üksteisega, tugevusest ning on iga vedeliku jaoks erinevad. Mahulise paisumise koefitsient - mida tavaliselt tähistatakse kreeka väiketähega beeta (β_) --_ on summa, mida konkreetne vedelik paisub temperatuurimuutuse astme kohta. Selle koguse leiate tabelist mis tahes konkreetse vedeliku kohta.
Kui olete teada kõnealuse vedeliku paisumisteguri (β _) _, arvutage mahu muutus järgmise valemi abil:
∆V = V0 • β * (T1 - T0)
kus ∆V on temperatuuri muutus, V0 ja T0 on algmaht ja temperatuur ning T1 on uus temperatuur.
Gaaside mahu muutused
Gaasiosakestel on rohkem liikumisvabadust kui vedelikul. Ideaalse gaasi seaduse kohaselt sõltuvad gaasi rõhk (P) ja maht (V) vastastikku temperatuurist (T) ja olemasoleva gaasi moolide arvust (n). Ideaalse gaasi võrrand on PV = nRT, kus R on konstant, mida nimetatakse ideaalse gaasi konstandiks. SI (meeter) ühikutes on selle konstandi väärtus 8,314 džauli ÷ mooli - kraad K.
Rõhk on püsiv: Selle võrrandi ümberkorraldamine ruumala eraldamiseks annab: V = nRT ÷ P ning kui hoida rõhk ja moolide arv konstantsena, on teil mahu ja temperatuuri vahel otsene seos: ∆V = nR∆T ÷ P, kus ∆V on ruumala muutus ja ∆T on temperatuuri muutus. Kui alustate algtemperatuurist T0 ja rõhk V0 ja soovite teada saada mahtu uuel temperatuuril T1 võrrand saab:
V1 = + V0
Temperatuur on püsiv: Kui hoiate temperatuuri konstantsena ja lubate rõhul muutuda, annab see võrrand teile otsese seose ruumala ja rõhu vahel:
V1 = + V0
Pange tähele, et maht on suurem, kui T1 on suurem kui T0 kuid väiksem kui P1 on suurem kui P0.
Rõhk ja temperatuur on mõlemad erinevad: Kui temperatuur ja rõhk varieeruvad, saab võrrand:
V1 = n • R • (T1 - T0) ÷ (P1 - P0) + V0
Uue mahu leidmiseks ühendage alg- ja lõpptemperatuuri ja -rõhu väärtused ning algmahu väärtus.