Was ist Charles 'Gesetz?
Charles 'Gesetz beschreibt die Beziehung zwischen Volumen und Temperatur eines Gases. Das Gesetz wurde dem französischen Wissenschaftler Jacques Charles vom Chemiker Joseph Louis Gay-Lussac, ebenfalls aus Frankreich, zugeschrieben. Einfach ausgedrückt, wenn der Druck konstant bleibt, ist das Volumen eines durch seine Temperatur geteilten Gases gleich einer Konstante. Es kann aus der idealen Gasgleichung PV = NRT abgeleitet werden, wobei P der Druck ist, V das Volumen, n ist die Anzahl der Gasmolen, die ideale Gaskonstante und T die Kelvin -Temperatur. Schreiben Sie die Gleichung um, v/t = (nr/p). Da P konstant ist, v/t = (konstant).
Da das Verhältnis einer Konstante entspricht, v/t = k, kann eine neue Temperatur und ein neues Volumen für dasselbe Gas v 1 /t 1 = k geschrieben werden, was zu V/T = V 1 1 führt. Obwohl diese physikalische Beziehung für ein ideales Gas gilt, tritt in der realen Welt mathematische Abweichung auf, da die Partikelgröße und interaktive Kräfte nicht berücksichtigt wurden. Trotzdem, wenn die Temperatur hoch ist und der Druck niedrig ist, PADas Volumen von RTICLE wird unwichtig. In ähnlicher Weise sind die Partikel weit voneinander entfernt, da der Druck niedrig ist. Dies verringert die Kraftwechselwirkung zwischen Partikeln, was mit dem Quadrat des Abstands abnimmt, was sie nicht signifikant macht.
Obwohl Charles 'Gesetz einfach ist, erklärt es viele alltägliche Beobachtungen. Hefe im Teig gibt winzige Blasen von Kohlendioxidgas ab. Das Backen dieses Teigs erweitert die Blasen und verleiht einem leichteren und flauschigeren Gebäck. Das Heizen von Wasser in einem Kessel erzeugt expansiven Dampf, der zum Antrieb von Dampfmotoren und zum Warmen von Klassenzimmern verwendet wird. Der Benzin-gesteuerte Automobilmotor verbrennt Kraftstoff und erzeugt enorme Wärme, die die Verbrennungsgase ausdehnt, um die Kolben zu fahren, die die Kurbelwelle drehen und das Fahrzeug mit Strom versorgen.
Charles 'Gesetz wird auch nachgewiesen, wenn eine Person eine Flasche oder eine Dose Bier oder Soda öffnet. Behälter dieser Getränke haben in ihnen Kohlendioxid unter Druck gesetzt. Wenn aDose oder Flasche Getränk ist kalt und öffnet die Top -Ergebnisse zu sehr wenig Gaserweiterung. Mit dem gleichen Getränk bei einer heißen Temperatur wird Kohlendioxidgas viel größer. Dies kann dazu führen, dass ein Teil des Inhalts aus der Dose und auf den Verbraucher geschossen wird.
Eine weitere einfache Anwendung, in der Charles 'Gesetz etwas Licht abwerfen kann, ist die Füllung eines Ballons. Volumen (V), Dichte (D) und Masse (m) befolgen die Beziehung, d = m/v. Die Umordnung ergibt V = m/d. Das Ersetzen von Charles's Law v/t = (konstant) ergibt m/dt = (konstant). Diese Änderung des Gesetzes besagt, dass, wenn ein Ballon mit Gas gefüllt ist und die Temperatur abnimmt, die Dichte zunimmt. Wenn der Ballon einen Punkt erreicht, an dem die Außenluft eine ähnliche Dichte im Inneren des Ballons aufweist, steigt der Ballon nicht weiter an.