Dei tre stati della materia, i gas subiscono i maggiori cambiamenti di volume con le mutevoli condizioni di temperatura e pressione, ma anche i liquidi subiscono dei cambiamenti. I liquidi non rispondono ai cambiamenti di pressione, ma possono essere sensibili ai cambiamenti di temperatura, a seconda della loro composizione. Per calcolare il cambio di volume di un liquido rispetto alla temperatura, è necessario conoscere il suo coefficiente di espansione volumetrica. I gas, d'altra parte, si espandono e si contraggono più o meno in conformità con la legge del gas ideale e il cambiamento di volume non dipende dalla sua composizione.

TL; DR (Troppo lungo; Non letto )

Calcola il cambio di volume di un liquido con la temperatura cambiante osservando il suo coefficiente di espansione (β) e utilizzando l'equazione ΔV = V _{0 x β * ΔT. Sia la temperatura che la pressione di un gas dipendono dalla temperatura, quindi per calcolare il cambio di volume, utilizzare la legge del gas ideale: PV = nRT.}

Variazioni di volume per i liquidi

Quando si aggiunge calore a un liquido, aumenti l'energia cinetica e vibratoria delle particelle che lo compongono. Di conseguenza, aumentano il loro raggio di movimento entro i limiti delle forze che li tengono insieme come un liquido. Queste forze dipendono dalla forza dei legami che tengono insieme le molecole e legano le molecole l'una all'altra e sono diverse per ogni liquido. Il coefficiente di espansione volumetrica - di solito indicato dalla lettera greca in minuscolo beta (β_) --_ è una misura della quantità che un particolare liquido espande per grado di variazione di temperatura. Puoi cercare questa quantità per ogni liquido particolare in una tabella.

Una volta che conosci il coefficiente di espansione (β _) _ per il liquido in questione, calcola la variazione di volume usando la formula:

ΔV = V _{0 • β * (T 1 - T 0)}

dove ΔV è il cambiamento di temperatura, V _{0 e T < sub> 0 sono il volume iniziale e la temperatura e T 1 è la nuova temperatura.}

Variazioni di volume per i gas

Le particelle di un gas hanno più libertà di movimento rispetto a liquido. Secondo la legge del gas ideale, la pressione (P) e il volume (V) di un gas sono mutuamente dipendenti dalla temperatura (T) e dal numero di moli di gas presente (n). L'equazione del gas ideale è PV = nRT, dove R è una costante nota come costante di gas ideale. In unità SI (metriche), il valore di questa costante è 8.314 joule ÷ mole - gradi K.

La pressione è costante: riorganizzando questa equazione per isolare il volume, si ottiene: V = nRT ÷ P, e se si mantenere costante la pressione e il numero di moli, si ha una relazione diretta tra il volume e la temperatura: ΔV = nRΔT ÷ P, dove ΔV è il cambiamento di volume e ΔT è il cambiamento di temperatura. Se inizi da una temperatura iniziale T _{0 e pressione V 0 e vuoi conoscere il volume con una nuova temperatura T 1 l'equazione diventa:}

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

La temperatura è costante: se si mantiene la temperatura costante e si lascia che la pressione cambi, questo l'equazione ti dà una relazione diretta tra volume e pressione:

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

Si noti che il volume è maggiore se T _{1 è maggiore di T 0 ma più piccolo se P 1 è maggiore di P 0.}

Sia la pressione che la temperatura variano: quando la temperatura e la pressione variano, l'equazione diventa:

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

Inserisci i valori per la temperatura iniziale e finale e la pressione e il valore per il volume iniziale per trovare il nuovo volume.