Påvirket af den stigende popularitet af varmluftballoner , Jacques Charles undersøgt sammenpresseligheden af gasser i 1780'erne . Hans eksperimenter blev bygget på Robert Boyles arbejde næsten et århundrede tidligere , der definerede forholdet mellem volumen og tryk af en gas. Men Karl var interesseret i forholdet mellem volumen og temperatur af en gas. Mens Charles udførte det oprindelige arbejde , det var en anden fransk videnskabsmand , Joseph -Louis Gay - Lussac , som verificerede Charles ' upublicerede resultater og offentliggjort sine resultater i 1802.
Charles' lov
Charles lov at ved en konstant masse og tryk , volumen af en gas er direkte proportional med dens absolutte temperatur . Med andre ord, hvis temperaturen af en gas stiger , så vil dens volumen. Omvendt, hvis temperaturen af en gas falder, vil så dens volumen. Charles ' lov kan angives som volumen lig temperatur gange en konstant : . V = Tk
konstant repræsenterer hældningen af forholdet og er forskellig for hver gas. Loven gælder kun for ideale gasser, som svarer til det ved alle temperaturer og tryk. Men reelle gasser også er i overensstemmelse med loven på de fleste temperaturer og tryk. Den eneste forskel er en mærkbar afvigelse som den virkelige gas køler og nærmer sig sit kondens punkt .
Brug Charles ' lov
Charles' lov anvendes typisk i form af et forhold , så du kan løse for en ukendt variabel . I denne form , gas oprindelige volumen divideret med dens oprindelige temperatur er lig med gassens endelige volumen divideret med dets endelige temperatur: VI /Ti = Vf /Tf . Hvis man ved tre variabler , kan du krydser formere at løse for den fjerde.
For eksempel, hvis en gas har en indledende volumen på 3,0 gallon og en indledende temperatur på 350 grader Kelvin , kan du bestemme den endelige volumen hvis den afkøles til 250 grader Kelvin : 3G /350K = X /250K . Ved at løse for " X ", kan du bestemme, at gassen endelige volumen ville være 2,14 gallon .
Grundlag for Charles ' lov
Temperatur er simpelthen et mål for hastighed hvor et objekts molekyler vibrere. Jo varmere et objekt er, jo hurtigere molekylerne vil vibrere . Derfor , at temperaturen af en gas stiger , så gør den hastighed, hvormed molekylerne vibrerer . Som molekylerne vibrere hurtigere , de rammer væggene i beholderen hyppigere hæve trykket. For at holde dette tryk konstant, skal mængden af gassen blive udvidet. Denne udvidelse giver mere plads til de molekyler, til at bevæge sig og dermed bringe hyppigheden af kollisioner tilbage til det oprindelige niveau .
Hoteltilbud