Πόσο επεκτείνεται ο αέρας όταν θερμαίνεται;
* Αρχική θερμοκρασία: Όσο πιο ζεστό ξεκινά ο αέρας, τόσο περισσότερο θα επεκταθεί για μια δεδομένη αύξηση της θερμοκρασίας.
* Πίεση: Ο αέρας σε υψηλότερη πίεση θα επεκταθεί λιγότερο από τον αέρα σε χαμηλότερη πίεση για την ίδια αλλαγή θερμοκρασίας.
* Τύπος αερίου: Τα διαφορετικά αέρια έχουν διαφορετικούς συντελεστές επέκτασης.
Εδώ είναι μερικοί γενικοί κανόνες και έννοιες:
* Νόμος του Charles: Αυτός ο νόμος δηλώνει ότι ο όγκος ενός αερίου είναι άμεσα ανάλογος με την απόλυτη θερμοκρασία του όταν η πίεση διατηρείται σταθερή. Μαθηματικά:v1/t1 =v2/t2
* Παράδειγμα: Εάν διπλασιάσετε την απόλυτη θερμοκρασία ενός αερίου, θα διπλασιάσετε τον όγκο του.
* Συντελεστής θερμικής επέκτασης: Αυτή η τιμή σας λέει πόσο μια ουσία επεκτείνεται για κάθε βαθμό Κελσίου (ή Fahrenheit) αύξηση της θερμοκρασίας. Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του αέρα είναι περίπου 0,00367 ανά βαθμό Κελσίου.
* Παράδειγμα: Εάν θερμαίνετε 1 κυβικό μέτρο αέρα κατά 10 βαθμούς Κελσίου, θα επεκταθεί κατά περίπου 0,0367 κυβικά μέτρα.
Ας δούμε ένα πρακτικό παράδειγμα:
Φανταστείτε ότι έχετε ένα μπαλόνι γεμάτο αέρα σε θερμοκρασία δωματίου (20 ° C ή 293 K). Εάν θερμαίνετε το μπαλόνι στους 40 ° C (313 K), ο αέρας στο εσωτερικό θα επεκταθεί. Χρησιμοποιώντας το νόμο του Charles:
* V1 =αρχικός όγκος (ας πούμε 1 λίτρο)
* T1 =αρχική θερμοκρασία (293 K)
* T2 =τελική θερμοκρασία (313 K)
Επίλυση για V2 (τελικός τόμος), παίρνουμε:
* V2 =(V1 * T2) / T1 =(1 L * 313 K) / 293 K =1.068 L
Επομένως, το μπαλόνι θα επεκταθεί κατά περίπου 6,8% σε όγκο.
Θυμηθείτε:
* Αυτοί οι υπολογισμοί υποθέτουν την ιδανική συμπεριφορά αερίου, η οποία είναι μια απλοποίηση. Τα πραγματικά αέρια μπορούν να αποκλίνουν ελαφρώς από την ιδανική συμπεριφορά.
* Για πιο ακριβείς υπολογισμούς, θα πρέπει να εξετάσετε τον συγκεκριμένο τύπο αερίου, πίεσης και άλλους σχετικούς παράγοντες.
