Vid konstant tryck är volymen för en given massa av en idealisk gas direkt proportionell mot dess absoluta temperatur.
Här är vad det betyder i enklare termer:
* Direkt proportionalitet: När temperaturen på en gas ökar ökar volymen proportionellt. På samma sätt, när temperaturen minskar, minskar volymen proportionellt.
* Absolut temperatur: Vi pratar om temperatur uppmätt i Kelvin (K). Kelvin börjar på absolut noll, den punkt där all molekylrörelse stannar. För att konvertera från Celsius (° C) till Kelvin (K), använd formeln:K =° C + 273,15
* konstant tryck: Denna lag gäller endast om gasens tryck förblir konstant.
Hur det fungerar:
Föreställ dig en ballong fylld med luft. Luftmolekylerna inuti rör sig ständigt och kolliderar med ballongens väggar och skapar tryck. När du värmer ballongen rör sig luftmolekylerna snabbare. De kolliderar med ballongväggarna oftare och med större kraft. Denna ökade kraft utvidgar ballongen och ökar volymen.
Matematisk representation:
Charles lag kan uttryckas matematiskt som:
V₁/t₁ =v₂/t₂
Där:
* V₁ är den ursprungliga volymen
* T₁ är den initiala temperaturen i Kelvin
* V₂ är den slutliga volymen
* T₂ är den slutliga temperaturen i Kelvin
Exempel:
Låt oss säga att du har en ballong med en volym av 1 liter vid en temperatur av 20 ° C (293,15 K). Du värmer ballongen till 40 ° C (313,15 K). Vad är den nya volymen?
Använda Charles lag:
1 L / 293,15 K =V₂ / 313,15 K
Lösning för V₂ får vi:
V₂ ≈ 1,07 l
Så ballongen ökar till cirka 1,07 liter när temperaturen ökar från 20 ° C till 40 ° C.
Viktig anmärkning:
Charles lag är en idealisk gaslag och gäller idealiska gaser. Verkliga gaser kan avvika från detta beteende vid mycket höga tryck eller låga temperaturer.
