Ukážka Karlovho zákona

Charlesov plynový zákon alebo zákon konštantného tlaku, je ďalším z plynových zákonov, vyhlásil Gay-Lussac, ktorý vydal dielo Jacquesa Charlesa, publikované okolo 20 rokov roky predtým.

Charlesov zákon predpovedá správanie sa masy plynu, keď tlak zostáva konštantný a teplota a objem sa menia.

Charlesov zákon je stanovený takto:

Pri konštantnom tlaku je objem plynu priamo úmerný zmene jeho teploty.

Konštantný tlak: odkazuje na skutočnosť, že tlak vyvíjaný plynom na steny nádoby sa nebude meniť počas celej skúsenosti.

Objem: je to obsadený priestor, ktorý zaberá plyn, všeobecne sa považuje za nádobu so stenami, ktoré sa nedeformujú, a ktorej veko funguje ako piest.

Teplota: Je to nárast alebo strata tepla, ktorým plyn prechádza počas experimentovania. Ak sa teplota zvýši, zvýši sa hlasitosť. Ak teplota klesá, klesá aj objem.

Algebraicky je Charlesov zákon vyjadrený týmto vzorcom:

Kde:

V = objem plynu

T = teplota plynu

k = konštanta proporcionality pre dané množstvo plynu.

To znamená, že pre danú hmotnosť plynu je pri konštantnom tlaku vzťah medzi objemom a teplotné zmeny, budú mať vždy rovnaký proporcionálny vzťah predstavovaný konštantou k:

Akonáhle je teda konštanta určená, môžeme z ďalších známych údajov vypočítať ktorúkoľvek z ďalších hodnôt:

3 Príklady Charlesovho zákona uplatneného na problémy:

Príklad 1: Vypočítajte nový objem, ak je v nádobe hmota plynu, ktorá zaberá objem 1,3 litra, pri teplote 280 K. Vypočítajte objem po dosiahnutí teploty 303 K.

V.₁ = 1,3 l.
T₁ = 280 K.
V.₂ = ?
T₂ = 303 K.

Nahradenie hodnôt:

Nový objem pri 303 K je 1,41 litra.

Príklad 2. Ak máme plyn, ktorý pri 10 stupňoch Celzia zaberá 2,4 litra, vypočítajte konečnú teplotu, ak na konci zaberie 2,15 litra.

V.₁ = 2,4 l
T₁ = 10 ° C = 283 K.
V.₂ = 2,15 l
T₂ = ?

Nahradenie hodnôt:

Nová teplota je 253 K, čo sa rovná -20 ° C.

Príklad 3. Máme plyn, ktorého počiatočná teplota je 328 K, jeho konečný objem je 3,75 l a jeho pomerová konštanta je 0,00885.

V.₁ = ?
T₁ = 328 K
V.₂ = 3,75 l
T₂ = ?
k = 0,00885

Nahradenie hodnôt:

Poznanie počiatočného objemu:

Počiatočný objem je 2,90 l.

Poznať konečnú teplotu:

Konečná teplota bude 423 K, čo sa rovná 150 ° C.