Qual è la legge di Charles?

La legge senza carbone descrive la relazione tra volume e temperatura di un gas.La legge è stata attribuita allo scienziato francese Jacques Charles dal chimico Joseph Louis Gay-Lussac, anch'esso della Francia.In poche parole, se la pressione rimane costante, il volume di un gas diviso per la sua temperatura è uguale a una costante.Può essere dedotto dall'equazione del gas ideale, PV ' NRT, dove P è la pressione, V è il volume, n è il numero di moli di gas, R è la costante di gas ideale e T è la temperatura di Kelvin.Riscrivere l'equazione, v/t ' (nr/p).Poiché p è costante, v/t ' (costante).

Poiché il rapporto è uguale a una costante, v/t ' k, è possibile scrivere una nuova temperatura e volume per lo stesso gas V ₁ /T ₁ ' K, portando a v/t ' v ₁ /T ₁ .Sebbene questa relazione fisica sia vera per un gas ideale, la deviazione matematica si verifica nel mondo reale, poiché le dimensioni delle particelle e le forze interattive non sono state spiegate.Tuttavia, se la temperatura è alta e la pressione è bassa, il volume delle particelle diventa poco importante.Allo stesso modo, poiché la pressione è bassa, le particelle sono molto distanti.Ciò riduce l'interazione della forza tra le particelle, che diminuisce con il quadrato della distanza, rendendolo insignificante.

Sebbene la legge senza carboni sia semplice, spiega molte osservazioni quotidiane.Il lievito nell'impasto emette minuscole bolle di gas di anidride carbonica.Cuocere quell'impasto espande le bolle, dando pasticcini più chiari e soffiosi.Il riscaldamento dell'acqua in una caldaia produce vapore ampio, che viene utilizzato per guidare i motori a vapore e mantenere calde le aule.Il motore automobilistico guidato dalla benzina brucia carburante, producendo un calore enorme che espande i gas di combustione per guidare i pistoni che girano l'albero a gomiti e alimentano il veicolo.

La legge senza carbone viene dimostrata anche ogni volta che una persona apre una bottiglia o una lattina di birra o soda.I contenitori di queste bevande hanno anidride carbonica pressurizzata al loro interno.Se una lattina o una bottiglia di bevanda è fredda, l'apertura dei risultati in alto in pochissima espansione del gas.Con la stessa bevanda a temperatura calda, il gas di anidride carbonica si espanderà in misura molto maggiore.Ciò può far girare alcuni dei contenuti dalla lattina e sul consumatore.

Un'altra semplice applicazione in cui la legge senza carattere può far luce è il riempimento di un palloncino.Volume (V), densità (d) e massa (m) obbediscono alla relazione, d ' m/v.Il riordinamento dà v ' m/d.Sostituendolo in legge senza carboni v/t ' (costante) dà m/dt ' (costante).Questa modifica della legge afferma che se un pallone è pieno di gas e la temperatura diminuisce, la densità aumenterà.Se il palloncino raggiunge un punto in cui l'aria esterna ha una densità simile a quella all'interno del palloncino, il palloncino non si alzerà ulteriormente.