Vid konstant tryck är volymen för en given massa av en idealisk gas direkt proportionell mot dess absoluta temperatur.
Detta innebär att om du ökar temperaturen på en gas samtidigt som trycket håller trycket konstant kommer volymen också att öka proportionellt.
Här är en enkel förklaring:
* temperatur är ett mått på gasmolekylernas genomsnittliga kinetiska energi.
* volym är det utrymme som upptar av gasmolekylerna.
* När temperaturen ökar rör sig molekylerna snabbare och kolliderar oftare med behållarväggarna.
* Detta ökade kollisionstryck pressar containerväggarna utåt, vilket resulterar i en volymökning.
Matematiskt kan Charles lag uttryckas som:
V₁/t₁ =v₂/t₂
Där:
* V₁ =initial volym
* T₁ =initial absolut temperatur (i Kelvin)
* V₂ =slutvolym
* T₂ =slutlig absolut temperatur (i Kelvin)
Viktig anmärkning:
* Charles lag gäller idealiska gaser, som är teoretiska gaser som uppför sig perfekt enligt gaslagarna.
* Verkliga gaser avviker från idealiskt beteende vid högt tryck och låga temperaturer.
* För att använda Charles lag måste du uttrycka temperaturen i Kelvin, inte Celsius.
Exempel:
Om en ballong med en volym av 1 liter vid 20 ° C (293 K) upphettas till 40 ° C (313 K) kommer dess volym att öka till:
V₂ =v₁ * t₂ / t₁
V₂ =1 l * 313 K / 293 K
V₂ ≈ 1,07 l
Volymen ökar med cirka 7% när temperaturen ökar med 20 ° C.
