Problema exemplului legii lui Charles

Legea lui Charles este un caz special al legii gazului ideal în care presiunea unui gaz este constantă. Legea lui Charles precizează că volumul este proporțional cu temperatura absolută a unui gaz la presiune constantă. Dublarea temperaturii gazului își dublează volumul, atât timp cât presiunea și cantitatea gazului sunt neschimbate. 

Problema exemplului legii lui Charles

Acest exemplu de exemplu arată cum să utilizăm legea lui Charles pentru a rezolva o problemă legii gazului: o probă de 600 ml de azot este încălzită de la 27 ° C la 77 ° C la presiune constantă. Care este volumul final?

Soluţie:

Primul pas pentru soluționarea problemelor legii gazelor ar trebui să fie transformarea tuturor temperaturilor în temperaturi absolute. Cu alte cuvinte, dacă temperatura este dată în Celsius sau Fahrenheit, convertiți-o în Kelvin. (Aici sunt cele mai frecvente greșeli făcute în acest tip de problemă pentru acasă.)

T K = 273 + ° C
T_eu = temperatura inițială = 27 ° C
T_eu K = 273 + 27
T_eu K = 300 K
T_f = temperatura finală = 77 ° C
T_f K = 273 + 77
T_f K = 350 K

Următorul pas este să folosiți legea lui Charles pentru a găsi volumul final. Legea lui Charles este exprimată astfel:

V_eu/ T_eu = V_f/ T_f
Unde
V_eu Si t_eu este volumul și temperatura inițială
V_f Si t_f este volumul și temperatura finală
Rezolvați ecuația pentru V_f:
V_f = V_euT_f/ T_eu
Introduceți valorile cunoscute și rezolvați pentru V_f.
V_f = (600 mL) (350 K) / (300 K)
V_f = 700 ml
Răspuns:
Volumul final după încălzire va fi de 700 ml.

Mai multe exemple din Legea lui Charles

Dacă credeți că Legea lui Charles pare irelevantă pentru situațiile din viața reală, gândiți-vă din nou! Înțelegând elementele de bază ale dreptului, veți ști la ce să vă așteptați într-o varietate de situații din lumea reală și odată ce știți să rezolvați o problemă folosind Legea lui Charles, puteți face predicții și chiar să începeți să planificați noi invenții. Iată câteva exemple de situații în care legea lui Charles este în joc:

• Dacă iei un baschet afară într-o zi rece, mingea se micșorează puțin pe măsură ce temperatura este scăzută. Acesta este și cazul oricărui obiect umflat și explică de ce este bine să verificați presiunea în pneuri a mașinii dvs. atunci când temperatura scade.
• Dacă umflați excesiv o piscină plutind într-o zi caldă, aceasta se poate umfla sub soare și izbucni.
• Termometrele de curcan pop-up funcționează pe baza legii lui Charles. Pe măsură ce curcanul gătește, gazul din interiorul termometrului se extinde până când poate „pop” plonjorul.

Exemple de alte legi privind gazele

Legea lui Charles este doar unul dintre cazurile speciale ale legii gazului ideal pe care le puteți întâlni. Fiecare dintre legi este numită pentru persoana care a formulat-o. Este bine să știi să spui legile cu privire la gaz și să poți cita exemple din fiecare.

• Legea lui Amonton: Dublarea temperaturii dublează presiunea la volumul și masa constantă. Exemplu: Pe măsură ce anvelopele auto se încălzesc atunci când conduci, presiunea lor crește.
• Legea lui Boyle: Dublarea presiunii în jumătăți de volum, la temperatură și masă constantă. Exemplu: Când suflați bule sub apă, acestea se extind pe măsură ce se ridică la suprafață.
• Legea lui Avogadro: Dublarea masei sau numărului de moli a unui gaz dublează volumul la temperatură și presiune constantă. Exemplu: Inhalarea umple plămânii cu aer, extinzând volumul lor.