Объемное расширение
Объёмное расширение — это увеличение объёма вещества при повышении температуры. Для небольшого изменения температуры объём жидкости или твёрдого тела рассчитывают по коэффициенту объёмного расширения.
Объёмное расширение является частью явления теплового расширения. Оно особенно важно для жидкостей, потому что жидкость принимает форму сосуда, но изменяет занимаемый объём. Твёрдые тела также расширяются во всех направлениях; подробнее это рассматривается на странице о тепловом расширении твёрдых тел.
Основная формула
Изменение объёма прямо пропорционально начальному объёму, изменению температуры и коэффициенту объёмного расширения вещества:
Здесь \(\Delta V=V-V_0\) — изменение объёма, \(V_0\) — начальный объём, \(\Delta T=T-T_0\) — изменение температуры, а \(\beta\) — коэффициент объёмного расширения. Если требуется найти конечный объём, используют:
Жидкость имела объём \(2\ л\) и нагрелась на \(50\ К\). Если \(\beta=0{,}001\ \text{К}^{-1}\), то \(\Delta V=0{,}001\cdot2\cdot50=0{,}1\ л\). Конечный объём равен \(2{,}1\ л\).
Объёмное расширение не равно линейному. Линейное расширение описывает изменение длины в одном направлении и рассчитывается с коэффициентом линейного расширения. Для объёма используют \(\beta\) и учитывают изменение размеров сразу по трём направлениям.
Во сколько раз изменится объём тела при одинаковых \(V_0\) и \(\Delta T\), если коэффициент \(\beta\) увеличить в 2 раза?
Главное
- Объёмное расширение — изменение объёма при изменении температуры.
- Основная формула: \(\Delta V=\beta V_0\Delta T\); конечный объём \(V=V_0(1+\beta\Delta T)\).
- Коэффициент \(\beta\) измеряется в \(\text{К}^{-1}\), а при нагревании обычно \(\Delta V>0\).