당신 액체 고통받을 수있다 열 팽창, 가열하면 고체뿐만 아니라. 액체의 팽창은 온도가 증가, 분자가 더 동요되도록. 액체의 부피 팽창을 결정하려면 액체의 부피를 알아야합니다. 체적 팽창 계수,뿐만 아니라 컨테이너 이 액체를 포함하고 있습니다.
액체로 인한 팽창을 체적 팽창. 이 유형의 팽창에서는 신체의 모든 치수 또는 체액액체 및 가스와 마찬가지로 온도 상승에 따라 크게 증가합니다. 이 현상은 신체 분자의 열적 동요로 인해 발생합니다. 온도가 높을수록 더 큰 공간에서 움직이기 시작하는 이러한 분자의 동요 진폭이 커집니다.
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보기또한: 정수 역학의 기본 개념
체적 팽창 공식
다음 공식을 사용하여 액체가 겪는 부피 팽창을 계산할 수 있습니다.
ΔV — 부피 변화 (m³)
V0— 초기 부피 (m³)
γ — 체적 팽창 계수 (° C-1)
ΔT — 온도 변화 (° C)
위에 표시된 공식을 사용하여 부피 증가를 계산할 수 있습니다 (ΔV) 액체의 온도 (ΔT). 일부 대수적 조작을 통해 액체를 가열 한 후 최종 부피를 직접 계산할 수있는 형식으로 위와 동일한 공식을 작성할 수 있습니다. 다음을 참조하십시오.
V — 최종 액체 부피
두 공식 모두에서 얼마나 많은지 알아야합니다. 일정한 γ, 로 알려진 체적 팽창 계수. ºC 단위로 측정 한이 크기-1(이는 섭씨 1도) 온도가 1 ° C 변화 할 때마다 어떤 물질의 팽창이 얼마나 큰지 알려줍니다.
체적 팽창 계수
체적 팽창 계수는 물성 이것은 주어진 온도 변화에 대한 신체의 부피 변화가 얼마나 큰지 측정합니다. 이 양은 일정하지 않으며 그 값은 일부 온도 범위에서만 일정하다고 간주 될 수 있습니다. 몇 가지 확인 전형적인 가치 20 ° C의 온도에서 액체 상태에있는 일부 물질의 팽창 계수 :
물질 |
체적 팽창 계수 (° C-1) |
물 |
1,3.10-4 |
수은 |
1,8.10-4 |
에틸 알코올 |
11,2.10-4 |
아세톤 |
14,9.10-4 |
글리세린 |
4,9.10-4 |
위에서 언급했듯이 체적 팽창 계수는 의존 와 더불어 온도즉, 예열 또는 냉각 중에 모듈이 변동될 수 있습니다. 따라서 계산을 위해 온도 범위 내에있는 팽창 계수를 사용합니다. 여기서 V x T의 그래프 형식은 선의. 손목 시계:
온도 T 사이1 그리고 T2, 팽창 계수는 일정합니다.
액체의 명백한 팽창
액체의 겉보기 팽창은 액체의 부피에 의해 결정됩니다. 넘쳐 이 액체로 가득 찬 용기가 가열. 그러나 용기가 액체가 겪는 체적 변화와 동일한 체적 변화를 경험하면 액체가 넘쳐서는 안됩니다.
그림에서 넘친 액체의 양은 겉보기 팽창에 해당합니다.
명백한 팽창 공식
병에서 흘러 나오는 액체의 부피를 계산하려면 명백한 팽창 공식을 사용해야합니다.
ΔVap — 겉보기 팽창 (m³)
V0 — 초기 액체 부피 (m³)
γap -겉보기 부피 팽창 계수 (° C-1)
ΔT — 온도 변화 (° C)
위의 공식에서 ΔVap 넘친 액체의 양에 해당하는 반면 γap 겉보기 팽창 계수입니다. 겉보기 팽창 계수를 계산하는 방법을 알기 위해서는 플라스크가 겪는 팽창을 고려해야합니다 (ΔV에프) 액체를 포함하고 있습니다. 이를 위해 다음 공식을 사용합니다.
ΔV에프 — 병 확장 (m³)
V0— 병의 초기 부피 (m³)
γ에프 -플라스크의 부피 팽창 계수 (° C-1)
ΔT — 온도 변화 (° C)
이전 표현식에서 γ에프 액체가 들어있는 용기의 부피 팽창 계수를 나타냅니다. ΔV에프 그 병의 팽창 정도를 측정합니다. 따라서 실제 팽창은 액체 (ΔV아르 자형)는 바이알 확장과 겉보기 확장의 합으로 계산할 수 있습니다. 참고 :
ΔV아르 자형-실제 액체 팽창
ΔVap — 명백한 액체 팽창
ΔV아르 자형 — 실제 바이알 확장
제시된 공식을 사용하여 대수적 조작을 한 후 다음 결과에 도달 할 수 있습니다.
γ — 실제 액체 팽창 계수 (° C-1)
γ에프 -플라스크의 부피 팽창 계수 (° C-1)
γap -겉보기 부피 팽창 계수 (° C-1)
위의 관계는 액체의 실제 팽창 계수가 합집합 사이 겉보기 팽창 계수 그건 플라스크 팽창 계수.
비정상적인 물 팽창
물에는 비정상적인 행동 온도 사이의 열 팽창에 관한 0 ° C 및 4 ° C, 이해하십시오: 물을 0 ° C에서 4 ° C로 가열하면 볼륨 감소, 증가하는 대신. 이러한 이유로 액체 상태에서 밀도 물의 당신의 최고 가치 의 온도 4 ° C. 아래 그래프는 온도의 함수로서 물의 밀도와 부피의 거동을 이해하는 데 도움이됩니다. 참고 :
4 ° C의 온도에서 물의 밀도가 가장 높습니다.
이 동작의 결과로 너무 오랫동안 냉동실에 방치하면 청량 음료 나 물병이 터집니다. 물이 온도에 도달하면 4 ° C, 그 부피는 액체 물에 의해 최소한으로 점유되고 냉각이 계속되면 물 부피가 감소하는 대신 증가합니다. 물이 닿으면 0 ° C, 물의 양은 크게 증가하고 용기는 자체 측정을 감소시켜 단절.
냉동실로 들어가는 물이 채워진 병은 0 ° C에 도달하면 파열 될 수 있습니다.
이 비정상적인 물 행동의 또 다른 결과는 강바닥의 결빙 없음 매우 추운 지역에서. 수온이 0ºC에 가까워지면 밀도가 감소한 다음 냉수가 상승합니다. 부력. 상승함에 따라 차가운 물이 얼어 강 위에 얼음 층이 형성됩니다. 얼음이 좋기 때문에 단열재,이 온도에서는 밀도가 최대이고 하천 바닥에 머무르는 경향이 있기 때문에 강 바닥은 약 4ºC로 유지됩니다.
물의 비정상적인 행동의 원인은 분자 적 기원이 있습니다. 0 ° C에서 4 ° C 사이, 물 사이의 전기적 인력 물 분자는 물 분자 사이에 존재하는 수소 결합으로 인해 열적 교반을 극복합니다. 물.
보기또한: 비정상적인 물 팽창은 어떻게 발생합니까?
해결 된 운동
1) 25 ° C에서 225 ° C로 가열 할 때 0.05m³ 팽창을 겪는 액체의 1m³ 부분에 대한 부피 팽창 계수를 결정합니다.
해결:
부피 팽창 공식을 사용하여 해당 액체의 팽창 계수를 계산해 봅시다.
문에서 제공 한 데이터를 이전 공식에 적용하여 다음과 같이 계산합니다.
2) 부피 팽창 계수가 27.10 인 유리 플라스크-6 ° C-1, 20ºC의 온도에서 1000ml의 열용량을 가지며 알려지지 않은 액체로 완전히 채워져 있습니다. 120ºC까지 가열하면 50ml의 액체가 용기 밖으로 흘러 나옵니다. 겉보기 팽창 계수를 결정하십시오. 액체의 실제 팽창 계수; 유리 병으로 인해 팽창이 발생했습니다.
해결:
겉보기 팽창 계수를 계산해 보겠습니다.이를 위해 다음 공식을 사용합니다.
운동 데이터를 사용하여 다음 계산을 수행합니다.
다음으로 액체의 실제 팽창 계수를 계산합니다. 이렇게하려면 유리 병이 팽창 한 부분을 계산해야합니다.
운동 성명서에서 제공하는 데이터를 대체하여 다음 계산을 해결해야합니다.
위의 계산을 통해 우리는 유리 플라스크로 인한 팽창을 결정했습니다. 따라서 액체의 실제 팽창을 찾으려면 플라스크 팽창의 부피에 명백한 팽창의 부피를 추가하십시오.
위의 답변에서 얻은 결과는 병 안의 액체가 52.7ml의 실제 팽창을 겪었 음을 나타냅니다. 마지막으로 액체의 실제 팽창 계수를 계산해 보겠습니다.
위의 공식을 사용하여 다음과 같은 실제 물 팽창 계수를 계산합니다.
따라서이 액체의 열팽창 계수는 5.27.10입니다.-4 ° C-1.
나. Rafael Helerbrock
