Science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoeveel breidt de lucht uit wanneer hij wordt verwarmd?

Lucht groeit uit wanneer het wordt verwarmd, maar de exacte hoeveelheid expansie is afhankelijk van verschillende factoren:

* Begintemperatuur: Hoe heter de lucht begint, hoe meer het zal uitzetten voor een bepaalde temperatuurstijging.

* Druk: Lucht bij hogere druk zal minder dan lucht uitzetten bij lagere druk voor dezelfde temperatuurverandering.

* Type gas: Verschillende gassen hebben verschillende expansiecoëfficiënten.

Hier zijn enkele algemene regels en concepten:

* de wet van Charles: Deze wet stelt dat het volume van een gas recht evenredig is met zijn absolute temperatuur wanneer de druk constant wordt gehouden. Wiskundig:V1/T1 =V2/T2

* Voorbeeld: Als u de absolute temperatuur van een gas verdubbelt, verdubbelt u het volume.

* Thermische expansiecoëfficiënt: Deze waarde vertelt u hoeveel een stof uitzet voor elke graad Celsius (of Fahrenheit) toename van de temperatuur. De thermische expansiecoëfficiënt van de lucht is ongeveer 0,00367 per graad Celsius.

* Voorbeeld: Als u 1 kubieke meter lucht met 10 graden Celsius verwarmt, zal deze met ongeveer 0,0367 kubieke meter worden uitgezet.

Laten we eens kijken naar een praktisch voorbeeld:

Stel je voor dat je een ballon hebt gevuld met lucht bij kamertemperatuur (20 ° C of 293 K). Als u de ballon tot 40 ° C (313 K) verwarmt, zal de lucht erin uitbreiden. Gebruik van de wet van Charles:

* V1 =initiële volume (laten we zeggen 1 liter)

* T1 =Initiële temperatuur (293 K)

* T2 =Eindtemperatuur (313 K)

Oplossen voor V2 (laatste volume), krijgen we:

* V2 =(v1 * t2) / t1 =(1 l * 313 k) / 293 k =1.068 l

Daarom zal de ballon in volume met ongeveer 6,8% uitbreiden.

Onthoud:

* Deze berekeningen nemen een ideaal gasgedrag aan, wat een vereenvoudiging is. Echte gassen kunnen enigszins afwijken van ideaal gedrag.

* Voor meer precieze berekeningen moet u rekening houden met het specifieke type gas, druk en andere relevante factoren.