Onder invloed van de stijging van de populariteit van heteluchtballonnen , Jacques Charles onderzocht de samendrukbaarheid van gassen in de jaren 1780 . Zijn experimenten werden gebouwd op werk Robert Boyle's bijna een eeuw eerder dat de verhouding tussen het volume en de druk van een gas gedefinieerd. Echter , Charles was geïnteresseerd in de relatie tussen het volume en temperatuur van een gas . Terwijl Charles verricht het originele werk , het was een andere Franse wetenschapper , Joseph - Louis Gay-Lussac , die Charles ' ongepubliceerde resultaten en publiceerde zijn bevindingen in 1802
Charles' verified wet
Charles Law dat bij een constante massa en druk , het volume van een gas is direct evenredig met de absolute temperatuur . Met andere woorden, als de temperatuur van een gas stijgt , zal ook het volume . Omgekeerd , indien de temperatuur van een gas afneemt , zal ook het volume . Charles ' Wet kan worden gesteld als het volume gelijk is aan de temperatuur tijden een constante .: V = Tk
De constante is de helling van de relatie en is verschillend voor elk gas . De wet geldt alleen voor ideale gassen , die voldoen aan het bij alle temperaturen en drukken . Echter , echte gassen ook te voldoen aan de wet op de meeste temperaturen en drukken . Het enige verschil is een merkbare afwijking als de echte gas afkoelt en benadert zijn condensatie punt .
Met Charles 'Law
Charles ' Law wordt meestal gebruikt in termen van een verhouding , zodat u op te lossen voor een onbekende variabele . In deze vorm , beginvolume het gas gedeeld door de aanvankelijke temperatuur gelijk aan eindvolume gas gedeeld door de eindtemperatuur : Vi /Ti = Vf /Tf . Als er drie variabelen bekend zijn, kun je vermenigvuldigen oversteken op te lossen voor de vierde .
Als er bijvoorbeeld een gas heeft een initiële volume van 3,0 liter en een initiële temperatuur van 350 graden Kelvin , kunt u de uiteindelijke volume te bepalen wanneer het wordt gekoeld tot 250 graden Kelvin : 3G /350K = X /250K . Door het oplossen van " X ", kunt u bepalen dat uiteindelijk volume van het gas zou zijn 2,14 liter .
Basis voor Charles 'Law
Temperatuur is gewoon een maat voor de snelheid waarbij moleculen van een object trillen . Hoe warmer een object , hoe sneller de moleculen trilt . Daarom , als de temperatuur van een gas stijgt , neemt ook de snelheid waarmee de moleculen vibreren . Aangezien de moleculen sneller trillen , treffen ze de wanden van de container vaker verhogen van de druk . Om deze druk constant te houden , moet het volume van het gas worden uitgebreid . Deze uitbreiding biedt meer ruimte voor de moleculen om te bewegen, waardoor de frequentie van botsingen terug te brengen naar zijn oorspronkelijke niveau .