דוגמה לחוק צ'ארלס

חוק הגז של צ'ארלס או חוק הלחץ המתמיד, הוא אחד מחוקי הגז, הוקלט על ידי גיי-לוסאק, ששחרר את עבודתו של ז'אק צ'רלס, שפורסם בסביבות 20 שנים לפני כן.

החוק של צ'ארלס מנבא התנהגות של מסת גז כאשר הלחץ נשאר קבוע והטמפרטורה והנפח משתנים.

החוק של צ'ארלס נקבע כדלקמן:

בלחץ קבוע, נפח הגז עומד ביחס ישר לשינוי הטמפרטורה שלו.

לחץ מתמיד: מתייחס לעובדה שהלחץ שמפעיל הגז על קירות המכולה לא ישתנה לאורך כל החוויה.

כרך: זהו השטח הכבוש שתופס הגז, באופן כללי הוא נחשב למיכל עם קירות שאינם מעוותים, והמכסה שלו עובד כמו בוכנה.

טֶמפֶּרָטוּרָה: זו העלייה או אובדן החום שעובר הגז במהלך הניסוי. אם הטמפרטורה עולה, הנפח עולה. אם הטמפרטורה יורדת, גם עוצמת הקול פוחתת.

מבחינה אלגברית, חוק צ'ארלס מתבטא בנוסחה הבאה:

איפה:

V = נפח גז

T = טמפרטורת הגז

k = קבוע המידתיות לאותה מסת גז.

משמעות הדבר היא שעבור מסה מסוימת של גז, בלחץ קבוע, היחס בין הנפח ל- וריאציות טמפרטורה, תמיד יהיו באותו יחס מידתיות, המיוצג על ידי הקבוע k:

אז לאחר קביעת הקבוע, אנו יכולים לחשב כל אחד מהערכים האחרים מתוך הנתונים הידועים האחרים:

3 דוגמאות לחוק צ'ארלס חלו על בעיות:

דוגמה 1

: חשב את הנפח החדש, אם יש במיכל מסת גז שתופסת נפח של 1.3 ליטר, בטמפרטורה של 280 ק '. חישבו את הנפח כשמגיעים לטמפרטורה של 303 ק.

ו₁ = 1.3 ליטר.
ט₁ = 280 K
ו₂ = ?
ט₂ = 303 K

החלפת ערכים:

הנפח החדש ב -303 K הוא 1.41 ליטר.

דוגמה 2. אם יש לנו גז שתופס 2.4 ליטר ב -10 מעלות צלזיוס, חישבו את הטמפרטורה הסופית, אם בסוף הוא תופס 2.15 ליטר.

ו₁ = 2.4 ליטר
ט₁ = 10 ° C = 283 K
ו₂ = 2.15 ליטר
ט₂ = ?

החלפת ערכים:

הטמפרטורה החדשה היא 253 K, השווה ל- -20 ° C.

דוגמה 3. יש לנו גז שהטמפרטורה הראשונית שלו היא 328 K, נפחו הסופי הוא 3.75 ליטר, והיחס הקבוע שלו הוא 0.00885.

ו₁ = ?
ט₁ = 328 K
ו₂ = 3.75 ליטר
ט₂ = ?
k = 0.00885

החלפת ערכים:

לדעת את עוצמת הקול הראשונית:

הנפח הראשוני הוא 2.90 ליטר.

לדעת את הטמפרטורה הסופית:

הטמפרטורה הסופית תהיה 423 K, השווה ל- 150 ° C.