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De los tres estados de la materia, los gases experimentan los mayores cambios de volumen con las condiciones cambiantes de temperatura y presión, pero los líquidos también experimentan cambios. Los líquidos no responden a los cambios de presión, pero pueden responder a los cambios de temperatura, dependiendo de su composición. Para calcular el cambio de volumen de un líquido con respecto a la temperatura, debe conocer su coeficiente de expansión volumétrica. Los gases, por otro lado, se expanden y contraen más o menos de acuerdo con la ley de gases ideal, y el cambio de volumen no depende de su composición.
TL; DR (demasiado largo; no leído)
Calcule el cambio de volumen de un líquido con temperatura cambiante buscando su coeficiente de expansión (β) y usando la ecuación ∆V = V0 x β * ∆T. Tanto la temperatura como la presión de un gas dependen de la temperatura, por lo tanto, para calcular el cambio de volumen, use la ley de gas ideal: PV = nRT.
Cambios de volumen para líquidos
Cuando agrega calor a un líquido, aumenta la energía cinética y vibracional de las partículas que lo componen. Como resultado, aumentan su rango de movimiento dentro de los límites de las fuerzas que los mantienen unidos como un líquido. Estas fuerzas dependen de la fuerza de los enlaces que mantienen unidas a las moléculas y las unen entre sí, y son diferentes para cada líquido. El coeficiente de expansión volumétrica, generalmente denotado por la letra minúscula griega beta (β_) --_ es una medida de la cantidad que un líquido particular se expande por grado de cambio de temperatura. Puede buscar esta cantidad para cualquier líquido en particular en una tabla.
Una vez que sepa el coeficiente de expansión (β _) _ para el líquido en cuestión, calcule el cambio en el volumen utilizando la fórmula:
∆V = V0 • β * (T1 - T0)
donde ∆V es el cambio de temperatura, V0 y T0 son el volumen inicial y la temperatura y T1 Es la nueva temperatura.
Cambios de volumen para gases
Las partículas en un gas tienen más libertad de movimiento que en un líquido. Según la ley del gas ideal, la presión (P) y el volumen (V) de un gas dependen mutuamente de la temperatura (T) y del número de moles de gas presente (n). La ecuación de gas ideal es PV = nRT, donde R es una constante conocida como la constante de gas ideal. En unidades SI (métricas), el valor de esta constante es 8.314 julios ÷ mol - grado K.
La presión es constante: Al reorganizar esta ecuación para aislar el volumen, obtiene: V = nRT ÷ P, y si mantiene constante la presión y el número de moles, tiene una relación directa entre el volumen y la temperatura: ∆V = nR∆T ÷ P, donde ∆V es el cambio de volumen y ∆T es el cambio de temperatura. Si comienza desde una temperatura inicial T0 y presión V0 y quiero saber el volumen a una nueva temperatura T1 la ecuación se convierte en:
V1 = + V0
La temperatura es constante: Si mantiene constante la temperatura y permite que la presión cambie, esta ecuación le proporciona una relación directa entre el volumen y la presión:
V1 = + V0
Observe que el volumen es mayor si T1 es más grande que T0 pero más pequeño si P1 es mayor que P0.
La presión y la temperatura varían: Cuando la temperatura y la presión varían, la ecuación se convierte en:
V1 = n • R • (T1 - T0) ÷ (P1 - PAGS0) + V0
Conecte los valores de temperatura y presión inicial y final y el valor del volumen inicial para encontrar el nuevo volumen.