Όλα τα αέρια επεκτείνονται εξίσου όταν θερμαίνονται;
1. Ιδανικός νόμος αερίου:
Ο νόμος για το ιδανικό αέριο (PV =NRT) δηλώνει ότι ο όγκος ενός αερίου είναι άμεσα ανάλογος με τη θερμοκρασία του (στο Kelvin), υποθέτοντας σταθερή πίεση και ποσότητα αερίου. Αυτό σημαίνει ότι, ιδανικά, η αλλαγή όγκου λόγω θέρμανσης θα πρέπει να είναι η ίδια για όλα τα αέρια.
2. Πραγματική συμπεριφορά αερίου:
Στην πραγματικότητα, τα αέρια αποκλίνουν από την ιδανική συμπεριφορά, ειδικά σε υψηλές πιέσεις και χαμηλές θερμοκρασίες. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι:
* Διαμοριακές δυνάμεις: Τα πραγματικά μόρια αερίου προσελκύουν ο ένας τον άλλον, τα οποία μπορούν να μειώσουν την επέκταση σε σύγκριση με την ιδανική συμπεριφορά.
* Μοριακό μέγεθος: Τα πραγματικά μόρια αερίου έχουν πεπερασμένο μέγεθος, τα οποία μπορούν να επηρεάσουν την ικανότητά τους να κινούνται ελεύθερα και να επεκταθούν.
3. Ειδική θερμική χωρητικότητα:
Τα διαφορετικά αέρια έχουν διαφορετικές ειδικές δυνατότητες θερμότητας, πράγμα που σημαίνει ότι απαιτούν διαφορετικές ποσότητες θερμότητας για να αυξήσουν τη θερμοκρασία τους κατά μια ορισμένη ποσότητα. Αυτό μπορεί να επηρεάσει την ποσότητα επέκτασης, επειδή η μεγαλύτερη εισροή θερμότητας οδηγεί σε μεγαλύτερη αύξηση της θερμοκρασίας και επομένως μεγαλύτερη επέκταση.
4. Μοριακό βάρος:
Τα ελαφρύτερα αέρια (π.χ. υδρογόνο, ήλιο) τείνουν να επεκτείνουν περισσότερα από βαρύτερα αέρια (π.χ. διοξείδιο του άνθρακα, οξυγόνο) στην ίδια αύξηση της θερμοκρασίας, λόγω της υψηλότερης κινητικής τους ενέργειας στην ίδια θερμοκρασία.
Συμπέρασμα:
Ενώ ο νόμος για το ιδανικό αέριο υποδηλώνει ίση επέκταση για όλα τα αέρια, στην πραγματικότητα, παράγοντες όπως οι διαμοριακές δυνάμεις, το μοριακό μέγεθος, η ειδική θερμική ικανότητα και το μοριακό βάρος μπορούν να οδηγήσουν σε διαφορές στη συμπεριφορά επέκτασης για διαφορετικά αέρια.
Επομένως, δεν επεκτείνονται όλα τα αέρια εξίσου όταν θερμαίνονται.
