일정한 압력에서 이상적인 가스의 주어진 질량의 부피는 절대 온도에 직접 비례합니다.
이런 일이 발생하는 이유는 다음과 같습니다.
* 분자 운동 : 가스 분자는 서로 끊임없이 움직이고 충돌하고 있으며 용기의 벽. 온도가 증가함에 따라 분자는 운동 에너지를 얻어 더 빠르게 움직이고 더 많은 힘으로 충돌합니다.
* 압력 증가 : 이 증가 된 분자 운동은 용기 내부에서 더 높은 압력을 초래합니다. 그러나 컨테이너가 단단하면 압력이 빠져 나올 수 없습니다.
* 확장 : 더 높은 압력 및 증가 된 분자 활성을 수용하기 위해 가스는 팽창하여 부피를 증가시킵니다.
수학적 표현 :
찰스의 법칙은 수학적으로 다음과 같이 표현 될 수 있습니다.
v₁/t₂ =v₁/t ₂
어디:
* v the =가스의 초기 부피
* t temperature =초기 절대 온도 (켈빈)
* v the =가스의 최종 부피
* t temperature =최종 절대 온도 (켈빈)
중요한 고려 사항 :
* 일정한 압력 : 이 관계는 가스의 압력이 일정하게 유지되는 경우에만 해당됩니다. 압력이 변하면 부피는 온도에 직접 비례하지 않습니다.
* 이상적인 가스 : Charles의 법칙은 이상적인 가스 법칙에 근거하여 가스 분자는 양이없고 서로 상호 작용하지 않는다고 가정합니다. 실제로, 실제 가스는 특히 높은 압력과 저온 에서이 행동에서 벗어납니다.
응용 프로그램 :
이 관계에는 다음과 같은 많은 실제 응용 프로그램이 있습니다.
* 열기구 : 가열 된 공기가 팽창하여 주변 공기보다 밀도가 떨어지면 풍선이 상승합니다.
* 내연 기관 : 연소 챔버 내부의 가열 가스의 팽창은 피스톤을 구동하여 열 에너지를 기계 작업으로 변환합니다.
* 일기 예보 : 온도 변화는 공기 밀도와 압력에 영향을 미치며 날씨 패턴의 주요 요인입니다.
