일정한 압력에서 이상적인 가스의 주어진 질량의 부피는 절대 온도에 직접 비례합니다.
더 간단한 용어로 의미하는 바는 다음과 같습니다.
* 직접 비례 : 가스의 온도가 증가하면 부피가 비례 적으로 증가합니다. 마찬가지로 온도가 감소하면 부피가 비례 적으로 감소합니다.
* 절대 온도 : 우리는 Kelvin (k)에서 측정 된 온도에 대해 이야기하고 있습니다. 켈빈은 모든 분자 운동이 멈추는 지점 인 절대 0에서 시작합니다. 섭씨 (° C)에서 Kelvin (k)으로 변환하려면 공식을 사용하십시오. k =° C + 273.15
* 일정한 압력 : 이 법은 가스의 압력이 일정하게 유지되는 경우에만 적용됩니다.
작동 방식 :
공기로 가득 찬 풍선을 상상해보십시오. 내부의 공기 분자는 풍선의 벽과 끊임없이 움직이고 충돌하여 압력을 유발합니다. 풍선을 가열하면 공기 분자가 더 빨리 움직입니다. 그들은 풍선 벽과 더 자주 그리고 더 큰 힘으로 충돌합니다. 이 증가 된 힘은 풍선을 확장시켜 양을 증가시킵니다.
수학적 표현 :
찰스의 법칙은 수학적으로 다음과 같이 표현 될 수 있습니다.
v₁/t₂ =v₁/t ₂
어디:
* v.는 초기 볼륨입니다
* t in는 켈빈의 초기 온도입니다
* v.는 최종 볼륨입니다
* t in는 켈빈의 최종 온도입니다
예 :
20 ° C (293.15 k)의 온도에서 1 리터의 부피의 풍선이 있다고 가정 해 봅시다. 풍선을 40 ° C (313.15 K)로 가열합니다. 새로운 볼륨은 무엇입니까?
Charles의 법칙 사용 :
1 l / 293.15 k =v₂ / 313.15 k
v we에 대한 해결, 우리는 다음을 얻습니다.
v₂ ≈ 1.07 l
따라서 온도가 20 ° C에서 40 ° C로 증가하면 풍선의 부피가 약 1.07 리터로 증가합니다.
중요한 참고 :
Charles의 법칙은 이상적인 가스 법칙이며 이상적인 가스에 적용됩니다. 실제 가스는 매우 높은 압력 또는 저온 에서이 행동에서 벗어날 수 있습니다.
