Πώς σχετίζονται η απόλυτη θερμοκρασία και ο όγκος ενός αερίου σε σταθερή πίεση;
Νόμος του Charles κράτη:
* Ο όγκος μιας σταθερής μάζας αερίου είναι άμεσα ανάλογος με την απόλυτη θερμοκρασία του, υπό την προϋπόθεση ότι η πίεση παραμένει σταθερή.
Μαθηματικά, αυτό μπορεί να εκφραστεί ως:
v/t =k
όπου:
* V Είναι ο όγκος του αερίου
* t είναι η απόλυτη θερμοκρασία (στο Kelvin)
* k είναι μια σταθερά
Αυτό σημαίνει ότι εάν αυξηθεί η θερμοκρασία ενός αερίου, ο όγκος θα αυξηθεί επίσης αναλογικά και αντίστροφα.
Παράδειγμα:
Εάν έχετε ένα μπαλόνι γεμάτο αέρα σε θερμοκρασία δωματίου (20 ° C ή 293 K) και το θερμαίνετε, το μπαλόνι θα επεκταθεί καθώς ο αέρας μέσα του ζεσταίνει. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια αέρα κερδίζουν κινητική ενέργεια και κινούνται ταχύτερα, προκαλώντας τους να συγκρουστούν με τα τοιχώματα του μπαλονιού συχνότερα και με μεγαλύτερη δύναμη, αυξάνοντας έτσι την πίεση. Ωστόσο, δεδομένου ότι η πίεση διατηρείται σταθερή, ο όγκος του μπαλονιού πρέπει να αυξηθεί για να ικανοποιήσει την αυξημένη πίεση.
Σημαντική σημείωση:
* Η θερμοκρασία πρέπει να εκφράζεται στο Kelvin (k), όχι στον Κελσίου (° C).
* Η μάζα του αερίου πρέπει να παραμείνει σταθερή.
Ο νόμος του Charles είναι μια θεμελιώδης αρχή στη χημεία και τη φυσική και έχει πολλές πρακτικές εφαρμογές, όπως στην πρόβλεψη της συμπεριφοράς των αερίων σε κινητήρες, στην πρόβλεψη των καιρικών συνθηκών και στο σχεδιασμό μπαλονιών.
