Exemplu al legii lui Charles

Legea gazelor a lui Charles sau Legea presiunii constante este o alta dintre legile gazelor, enunțată de Gay-Lussac, care a lansat opera lui Jacques Charles, publicată în jurul anului 20 cu ani înainte.

Legea lui Charles prezice comportamentul unei mase de gaz atunci când presiunea rămâne constantă și temperatura și volumul variază.

Legea lui Charles este formulată după cum urmează:

La presiune constantă, volumul unui gaz este direct proporțional cu modificarea temperaturii acestuia.

Presiune constantă: se referă la faptul că presiunea pe care gazul o exercită pe pereții recipientului nu va varia pe parcursul experienței.

Volum: este spatiul ocupat pe care gazul il ocupa, in general este considerat un recipient cu pereti care nu se deformeaza, si al carui capac functioneaza ca un piston.

Temperatura: Este creșterea sau pierderea de căldură pe care o suferă gazul în timpul experimentului. Dacă temperatura crește, volumul crește. Dacă temperatura scade, scade și volumul.

Din punct de vedere algebric, legea lui Charles se exprimă cu următoarea formulă:

Unde:

V = volumul de gaz

T = temperatura gazului

k = constanta de proporționalitate pentru masa respectivă de gaz.

Aceasta înseamnă că pentru o masă dată de gaz, la presiune constantă, relația dintre volum și variațiile de temperatură, vor avea întotdeauna aceeași relație de proporționalitate, reprezentată de constantă k:

Deci, odată ce constanta este determinată, putem calcula oricare dintre celelalte valori din celelalte date cunoscute:

3 Exemple de Legea lui Charles aplicată problemelor:

Exemplul 1: Calculați noul volum, dacă într-un recipient se află o masă de gaz care ocupă un volum de 1,3 litri, la o temperatură de 280 K. Calculați volumul când atingeți o temperatură de 303 K.

V₁ = 1,3 l.
T₁ = 280 K
V₂ = ?
T₂ = 303 K

Înlocuirea valorilor:

Noul volum la 303 K este de 1,41 litri.

Exemplul 2. Dacă avem un gaz care ocupă 2,4 litri la 10 grade Celsius, calculați temperatura finală, dacă la final ocupă 2,15 litri.

V₁ = 2,4 l
T₁ = 10 ° C = 283 K
V₂ = 2,15 l
T₂ = ?

Înlocuirea valorilor:

Noua temperatură este de 253 K, ceea ce este egal cu -20 ° C.

Exemplul 3. Avem un gaz a cărui temperatură inițială este de 328 K, volumul său final este de 3,75 l, iar constanta sa de raport este de 0,00885.

V₁ = ?
T₁ = 328 K
V₂ = 3,75 l
T₂ = ?
k = 0,00885

Înlocuirea valorilor:

Pentru a cunoaște volumul inițial:

Volumul initial este de 2,90 l.

Pentru a cunoaște temperatura finală:

Temperatura finală va fi de 423 K, ceea ce este egal cu 150 ° C.