Πώς η μείωση της θερμοκρασίας επηρεάζει τον όγκο ενός αερίου;
* Κινητική μοριακή θεωρία: Η κινητική μοριακή θεωρία των αερίων εξηγεί ότι τα μόρια αερίου κινούνται συνεχώς και συγκρουστούν μεταξύ τους και τα τοιχώματα του δοχείου τους. Η μέση κινητική ενέργεια αυτών των μορίων είναι άμεσα ανάλογη προς την απόλυτη θερμοκρασία.
* Θερμοκρασία και κινητική ενέργεια: Όταν μειώνετε τη θερμοκρασία, μειώνετε τη μέση κινητική ενέργεια των μορίων αερίου. Αυτό σημαίνει ότι κινούνται πιο αργά και συγκρούονται με τους τοίχους του δοχείου λιγότερο συχνά και με λιγότερη δύναμη.
* Πίεση και όγκος: Εάν η πίεση διατηρείται σταθερή, οι μειωμένες συγκρούσεις σημαίνουν ότι το αέριο ασκεί λιγότερη πίεση στους τοίχους του δοχείου. Για να αντισταθμιστεί αυτή η μείωση της πίεσης, ο όγκος του αερίου πρέπει να συρρικνωθεί.
Νόμος του Charles: Αυτή η σχέση μεταξύ θερμοκρασίας και όγκου είναι τυποποιημένη από το νόμο του Charles, ο οποίος δηλώνει ότι ο όγκος ενός αερίου είναι άμεσα ανάλογος με την απόλυτη θερμοκρασία του, υποθέτοντας σταθερή πίεση:
* v₁ / t₁ =v₂ / t₂
Οπου:
* V₁ και V₂ είναι οι αρχικοί και τελικοί όγκοι, αντίστοιχα
* T₁ και T₂ είναι οι αρχικές και τελικές απόλυτες θερμοκρασίες (στο Kelvin)
Παράδειγμα: Εάν έχετε ένα μπαλόνι γεμάτο αέρα σε θερμοκρασία δωματίου (περίπου 20 ° C ή 293 K) και το βάζετε σε καταψύκτη (περίπου 0 ° C ή 273 K), ο όγκος του μπαλονιού θα μειωθεί επειδή τα μόρια αερίου στο εσωτερικό θα επιβραδύνουν, μειώνοντας την πίεση τους στους τοίχους του μπαλονιού.
Σημαντική σημείωση: Αυτή η σχέση ισχύει για τα ιδανικά αέρια. Τα πραγματικά αέρια παρουσιάζουν μικρές αποκλίσεις από αυτή τη συμπεριφορά, ειδικά σε υψηλές πιέσεις και χαμηλές θερμοκρασίες.
