Isi
Dari tiga keadaan materi, gas mengalami perubahan volume terbesar dengan perubahan suhu dan kondisi tekanan, tetapi cairan juga mengalami perubahan. Cairan tidak responsif terhadap perubahan tekanan, tetapi mereka dapat responsif terhadap perubahan suhu, tergantung pada komposisinya. Untuk menghitung perubahan volume cairan sehubungan dengan suhu, Anda perlu mengetahui koefisien ekspansi volumetriknya. Gas, di sisi lain, semua berkembang dan berkontraksi lebih atau kurang sesuai dengan hukum gas ideal, dan perubahan volume tidak tergantung pada komposisinya.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Dibaca)
Hitung perubahan volume cairan dengan mengubah suhu dengan mencari koefisien ekspansi (β) dan menggunakan persamaan ∆V = V0 x β * ∆T. Baik suhu dan tekanan gas tergantung pada suhu, jadi untuk menghitung perubahan volume, gunakan hukum gas ideal: PV = nRT.
Perubahan Volume untuk Cairan
Ketika Anda menambahkan panas ke cairan, Anda meningkatkan energi kinetik dan getaran dari partikel-partikel yang menyusunnya. Sebagai hasilnya, mereka meningkatkan jangkauan gerak mereka di dalam batas kekuatan yang menahan mereka bersama-sama sebagai cairan. Kekuatan-kekuatan ini bergantung pada kekuatan ikatan yang mengikat molekul dan mengikat molekul satu sama lain, dan berbeda untuk setiap cairan. Koefisien ekspansi volumetrik - biasanya dilambangkan dengan huruf Yunani kecil beta (β_) --_ adalah ukuran jumlah cairan tertentu yang mengembang per derajat perubahan suhu. Anda bisa mencari jumlah ini untuk cairan tertentu dalam sebuah tabel.
Setelah Anda mengetahui koefisien ekspansi (β _) _ untuk cairan yang dipermasalahkan, hitung perubahan volume dengan menggunakan rumus:
∆V = V0 • β * (T1 - T0)
di mana ∆V adalah perubahan suhu, V0 dan T0 adalah volume dan suhu awal dan T1 adalah suhu baru.
Perubahan Volume untuk Gas
Partikel dalam gas memiliki lebih banyak kebebasan bergerak daripada dalam cairan. Menurut hukum gas ideal, tekanan (P) dan volume (V) gas saling bergantung pada suhu (T) dan jumlah mol gas yang ada (n). Persamaan gas ideal adalah PV = nRT, di mana R adalah konstanta yang dikenal sebagai konstanta gas ideal. Dalam satuan SI (metrik), nilai konstanta ini adalah 8,314 joule ÷ mol - derajat K.
Tekanan konstan: Mengatur ulang persamaan ini untuk mengisolasi volume, Anda mendapatkan: V = nRT ÷ P, dan jika Anda menjaga tekanan dan jumlah mol konstan, Anda memiliki hubungan langsung antara volume dan suhu: ∆V = nR∆T ÷ P, di mana ∆V berubah volume dan ∆T berubah suhu. Jika Anda mulai dari suhu awal T0 dan tekanan V0 dan ingin tahu volume pada suhu baru T1 persamaan menjadi:
V1 = + V0
Temperaturnya konstan: Jika Anda menjaga suhu konstan dan memungkinkan tekanan berubah, persamaan ini memberi Anda hubungan langsung antara volume dan tekanan:
V1 = + V0
Perhatikan bahwa volumenya lebih besar jika T1 lebih besar dari T0 tetapi lebih kecil jika P1 lebih besar dari P0.
Tekanan dan suhu keduanya bervariasi: Ketika suhu dan tekanan bervariasi, persamaannya menjadi:
V1 = n • R • (T1 - T0) ÷ (P1 - P0) + V0
Masukkan nilai untuk suhu dan tekanan awal dan akhir dan nilai untuk volume awal untuk menemukan volume baru.