Preskočiť na obsah
Späť na kurz

Kvapaliny

Teplotná objemová rozťažnosť

Pri zahriatí sa zväčšuje stredná vzdialenosť medzi molekulami, a tak objem kvapaliny rastie. Kvapaliny sa pritom rozťahujú výraznejšie ako tuhé látky, pretože ich molekuly nie sú viazané na pevné miesta v kryštálovej mriežke a majú väčšiu voľnosť pohybu. Závislosť objemu od teploty opisuje vzťah:

V=V0(1+β,Δt)V = V_0 \left(1 + \beta , \Delta t\right)

Tu je V0V_0 pôvodný objem pri teplote t0t_0, výraz Δt=t−t0\Delta t = t - t_0 je zmena teploty a β\beta je súčiniteľ teplotnej objemovej rozťažnosti s jednotkou K−1\mathrm{K^{-1}}.

Fyzikálny význam súčiniteľa β\beta je názorný: udáva relatívnu zmenu objemu kvapaliny pri ohreve o jeden kelvin. Voda má β≈2,1⋅10−4 K−1\beta \approx 2{,}1 \cdot 10^{-4}\ \mathrm{K^{-1}}, lieh približne 1,1⋅10−3 K−11{,}1 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{K^{-1}}, teda asi päťkrát viac, a ortuť 1,8⋅10−4 K−11{,}8 \cdot 10^{-4}\ \mathrm{K^{-1}}.

Keďže sa pri ohreve objem zväčšuje, no hmotnosť kvapaliny sa nemení, jej hustota klesá:

ρ=ρ0(1−β,Δt)\rho = \rho_0 \left(1 - \beta , \Delta t\right)

Práve táto závislosť stojí za bežnou skúsenosťou, že teplá voda stúpa nahor a studená klesá ku dnu, čomu hovoríme prirodzená konvekcia. Na tom istom princípe rozpínania kvapaliny fungujú aj klasické kvapalinové teplomery.