Charles의 법칙은 낮은 압력과 고온에서만 적용됩니다. 완벽한 가스 만 찰스의 법칙에 따릅니다. 높은 압력에서는 양과 온도의 관계가 선형이 아닙니다. 찰스의 법칙에서 압력은 일정한 수준으로 유지됩니다. 압력이 일정하게 유지되면 가스의 부피는 온도에 비례합니다.
찰스 법칙
Charles의 법칙에 따르면, 특정 가스의 부피는 압력이 일정하게 유지 될 때 온도에 비례합니다.
VT =K는 Charles의 법률 방정식입니다.
결과적으로, v =kt. 법은 두 가지 다른 상황에서 동등한 물질을 비교할 때 종종 v =kt로 표현됩니다.
v1v2 =t1t2
v1t2 =v2t1
이 방정식에서 볼 수 있듯이 가스의 온도가 증가함에 따라 그 부피도 증가합니다. 이는 Charles의 법칙이 부피와 온도를 비교하는 데 사용될 수 있음을 의미합니다.
주어진 온도 (Gay-Lussac의 그림에 따라 -266.66 ° C)에서 Charles의 법칙은 가스의 양이 0으로 감소 할 것이라는 것을 암시하는 것으로 보입니다. 가스는 실온에서 에너지가 없기 때문에 분자는 움직일 수 없습니다. 온도와 부피 사이의 직접 연결은 Charles의 법칙이라고합니다. 압력이 일정하게 유지되고 분자의 양이 일정하게 유지되면 분자의 온도가 상승하면 분자는 더 빨리 이동하여 가스 용기에 더 큰 압력을 생성하여 부피가 증가합니다
찰스의 법률 문제
-
30 ° C에서 가스 샘플은 2.50 L을 차지합니다. 온도가 70 ° C로 높아지고 압력이 일정하게 유지되면 가스의 새로운 부피는 무엇입니까?
솔루션 : v1 =2.50 l
v2 =?
T1 =273 + 30 =303 K
T2 =273 + 70 =343 k
우리는 여기에서 압력이 일정하게 찰스의 법칙을 적용 할 것입니다 :
v1/t1 =v2/t2
또는 v2 =(v1/ t1) x t2
=[(2.50 l) /(303 k)] x (343 k)
=2.83 l
- 90 ° C에서 헬륨 샘플의 부피는 500ml입니다. 액체의 부피가 240 ml가되는 온도를 결정하십시오. 압력이 동일하게 유지된다고 가정하십시오.
솔루션 : v1 =500 ml
v2 =240 ml
T1 =90 + 273 =363 K
t2 =?
그러므로 압력은 찰스의 법칙을 적용함으로써 일정하게 유지되기 때문에 :
v1/t1 =v2/t2
또는 t2 =(t1/v1) xv2 =(363/500) (240) =174.2 k
또는 t =174.2 - 273 = –98.8 ° C
- 압력 상수가 주어지면 가스의 부피가 0 ° C에서 3 배가되는 온도를 찾으십시오.
솔루션 : v가 0 ° C에서 가스의 부피가되도록 허용
v1 =v
T1 =273 + 0 =273 K
v2 =3V
t2 =?
압력이 일정하게 유지되므로
찰스 법칙, v 1 /t 1 =V 2 /t 2
t 2 = (t1/ v1) xv2 =(273 x 3v)/ v =819 k
온도를 Centighade Scale으로 변경,
온도 =819 - 273 = 546 ° C.
- 은 풍선이 23.4 ° C의 온도로 태평양에서 순항하는 선박에서 4L 공기로 팽창됩니다. 인도양의 위치에서 풍선의 양을 계산 하시겠습니까? 취해야 할 인도양의 온도는 26.1 ° C입니다.
솔루션 : Charles의 법에 따르면
v1/t1 =v2/t2
v1 =4l
v2 =?
T1 =273 + 23.4 =296.4 k
T2 =273 + 26.1 =299.1
v2 =(v1/t1). T2 =(v1 x t2)/ t1 =4L x 299.1k/ 296.4k =4.036 l
- 가스의 온도가 1 bar의 일정한 압력에서 30 ° C에서 50 ° C로 지속적으로 증가하는 경우, 초기 부피가 600 ml 인 경우 가스 부피의 증가는 얼마입니까? .
솔루션 : 우리는 여기에서 Charle의 법칙을 사용할 것입니다 :
v1/t1 =v2/t2
v1 =600 ml, v2 =?
T1 =273 + 30 =303 K
T2 =273 + 50 =323 K
v2 =(v1/t1). T2 =(v1 x t2)/ t1
v2 =(600x 323) /303 =639.6 ml
∴ 공기량 증가 =639.6 - 600 =39.6 ml
- 47 에서 주어진 양의 가스의 부피 o C 및 일정한 압력은 225cm 입니다 3 . 온도가 27 로 감소하면 o 일정한 압력에서 c, 가스의 양은 무엇입니까?
솔루션 : Charles의 법에 따르면
v1v2 =t1t2
여기
v1 =225 cm3
v2 =?
T1 =273+ 47 =320 k
T2 =273+ 27 =300 K
그래서
v2 =225 × 320300
v2 =240 cm3
- 주어진 31.0 ° C에서 3.00 l의 가스가 2.00 L로 압축되는 경우 섭씨 스케일의 온도 감소는 얼마입니까?
솔루션 :
(3.00 l) / 304.0 k) =(2.00 l) / (x)
크로스 곱하기 :
x =202.6 k
- 가스는 27.0 ° C의 온도에서 900.0ml를 차지합니다. 132.0 ° C에서 부피는 얼마입니까?
솔루션 :
(900.0 ml) / (300.0 k) =(x) / (405.0 k)
x =1215 ml
- 주어진 가스의 부피의 변화를 찾으십시오. 40.0 ml의 가스가 23.0 ° C에서 2.00 ° C에서 냉각 되는가? .
솔루션 :
(40.0 ml) / (296.0 k) =(x) / (275.00 k)
크로스 곱하기 :
296x =11000
x =37.1 ml
볼륨 변화 =40 - 37.1
부피는 2.9 ml 감소합니다.
- 가스는 표준 온도에서 2.00 l을 차지합니다. 233.0 ° C에서의 부피는 얼마입니까?
솔루션 :
교차 다문화 된 형태에서는 다음과 같습니다.
v1t2 =v2t1
v2 =(v1) [t2 / t1] <- 온도를 함께 그룹화 한 방법에 주목하십시오
x =(2.00 l) [(506.0 k) / (273.0 k)]
x =3.7 l
결론
Charles의 법칙에 따르면, 특정 가스의 양은 압력이 일정하게 유지 될 때 온도에 비례합니다.
이 기사에서는 학생들이 개념을 더 쉽게 이해할 수 있도록 다양한 Charles의 법률 관련 질문을 해결했습니다.
