Hva er Charles lov?

August 4  by Eliza

Charles 'lov beskriver forholdet mellom volum og temperatur av en gass. Loven ble kreditert til franske vitenskaps Jacques Charles av kjemikeren Joseph Louis Gay-Lussac, også fra Frankrike. Enkelt sagt, hvis trykket forblir konstant, er volumet av en gass dividert med dens temperatur lik en konstant. Det kan utledes fra den ideelle gass-ligningen, PV = nRT, hvor P er trykket, V er volumet, n er antall mol gass, R er den ideelle gasskonstanten og T er Kelvin temperatur. Omskriving ligningen, V / T = (NR / P). Siden P er konstant, V / T = (konstant).

Siden forholdet er lik en konstant, V / kan T = K, en ny temperatur og volum for den samme gass skrives V 1 / T 1 = K, som fører til V / T = V 1 / T 1. Selv om denne fysiske forhold er sant for en ideell gass, betyr matematisk avvik oppstår i den virkelige verden, siden partikkelstørrelse og interaktive styrker ikke er regnskapsført. Likevel, hvis temperatur er høy og trykket er lavt, blir partikkelvolum uviktig. Likeledes, siden trykket er lavt, partikler er langt fra hverandre. Dette minsker kraften interaksjon mellom partiklene, som avtar med kvadratet av avstanden, slik at det er uvesentlig.

Selv Charles lov er enkel, forklarer det mange hverdagslige observasjoner. Gjær i deigen avgir små bobler av karbondioksid gass. Baking at deigen utvider boblene, noe som gir lettere og luftigere bakverk. Oppvarming av vann i en kjele frembringer ekspansiv damp, som brukes til å drive dampmaskiner og holde klasserom varm. Den bensinbil motor forbrenner drivstoff, produserer enorm varme som utvider forbrenningsgassene til å drive stemplene som slår veivakselen og makt kjøretøyet.

Charles lov er demonstrert også når en person åpner en flaske eller en boks med øl eller brus. Beholdere av disse drikker har trykk karbondioksid inni dem. Hvis en kan eller flaske drikke er kald, åpner de beste resultatene i svært lite gass ekspansjon. Med samme drikk i en varm temperatur, blir karbondioksidgass ekspandere til en mye større grad. Dette kan føre til at noen av innholdet til å bli skutt ut av boksen og inn på forbrukeren.

En annen enkel søknad der Charles lov kan kaste lys er fylling av en ballong. Volum (V), tetthet (D) og masse (M) adlyde forhold, D = M / V. Omorganisere gir V = M / D. Erstatte dette inn i Charles lov V / T = (konstant) gir M / DT = (konstant). Denne modifikasjon av loven sier at dersom en ballong er fylt med gass, og temperaturen synker, vil tettheten øker. Dersom ballongen når et punkt hvor uteluften har en densitet tilsvarende den som er inne i ballongen, vil ballongen ikke stige ytterligere.