Dei tre stati della materia, i gas subiscono le maggiori variazioni di volume al variare delle condizioni di temperatura e pressione, ma anche i liquidi subiscono variazioni. I liquidi non rispondono alle variazioni di pressione, ma possono rispondere alle variazioni di temperatura, a seconda della loro composizione. Per calcolare la variazione di volume di un liquido rispetto alla temperatura, è necessario conoscerne il 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 la variazione di volume non dipende dalla sua composizione.

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Calcola la variazione di volume di un liquido con la variazione della temperatura osservando il suo coefficiente di espansione (β) e usando l'equazione ∆V \u003d V _{0 x β * ∆T. Sia la temperatura che la pressione di un gas dipendono dalla temperatura, quindi per calcolare la variazione di volume, utilizza la legge del gas ideale: PV \u003d nRT.
Variazioni di volume per liquidi}

Quando aggiungi calore a un liquido, aumenti l'energia cinetica e vibrazionale delle particelle che la 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 tra loro e sono diverse per ogni liquido. Il coefficiente di espansione volumetrica - solitamente indicato dalla lettera greca minuscola beta (β_) --_ è una misura della quantità che un particolare liquido espande per grado di variazione di temperatura. Puoi cercare questa quantità per qualsiasi liquido 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:

∆V \u003d V _{0 • β * (T 1 - T 0)}

dove ∆V è la variazione di temperatura, V _{0 e T < sub> 0 sono il volume e la temperatura iniziali e T 1 è la nuova temperatura.
Variazioni di volume per i gas}

Le particelle in un gas hanno più libertà di movimento rispetto a un liquido. Secondo la legge del gas ideale, la pressione (P) e il volume (V) di un gas sono reciprocamente dipendenti dalla temperatura (T) e dal numero di moli di gas presenti (n). L'equazione del gas ideale è PV \u003d nRT, dove R è una costante nota come costante del gas ideale. In unità SI (metriche), il valore di questa costante è 8.314 joule ÷ mole - grado K.

La pressione è costante: riordinando questa equazione per isolare il volume, si ottiene: V \u003d nRT ÷ P, e se si mantenere costante la pressione e il numero di moli, si ha una relazione diretta tra volume e temperatura: ∆V \u003d nR∆T ÷ P, dove ∆V è una variazione di volume e ∆T è una variazione di temperatura. Se si parte da una temperatura iniziale T _{0 e pressione V 0 e si desidera conoscere il volume a una nuova temperatura T 1 l'equazione diventa:}

V _{1 \u003d [n • R • (T 1 - T 0) ÷ P] + V 0}

La temperatura è costante: se si mantiene costante la temperatura e si consente alla pressione di cambiare, questo l'equazione fornisce una relazione diretta tra volume e pressione:

V _{1 \u003d [n • R • T ÷ (P 1 - P 0)] + V 0}

Notare che il volume è maggiore se T _{1 è maggiore di T 0 ma inferiore se P 1 è maggiore di P 0.}

La pressione e la temperatura variano entrambe: quando la temperatura e la pressione variano, l'equazione diventa:

V _{1 \u003d n • R • (T 1 - T 0) ÷ (P 1 - P 0) + V 0}

Inserire i valori per temperatura e pressione iniziali e finali e il valore per volume iniziale per trovare il nuovo volume.