Як вирішити проблему газового закону Чарльз

вирішити

Закон Чарльза - це окремий випадок закону ідеального газу, в якому тиск газу постійний. Закон Чарльза стверджує, що об’єм пропорційний абсолютній температурі газу при постійному тиску. Подвоєння температури газу вдвічі збільшує його об’єм, якщо тиск і кількість газу залишаються незмінними. Цей приклад проблеми показує, як використовувати закон Чарльза для вирішення проблеми газового закону.

Приклад проблеми Чарльза

Зразок азоту об'ємом 600 мл нагрівають від 27 ° C до 77 ° C при постійному тиску. Який остаточний обсяг?
Рішення:


Першим кроком у вирішенні проблем газового закону повинно бути перетворення всіх температур в абсолютні температури. Іншими словами, якщо температура задана за Цельсієм або Фаренгейтом, вона перетворюється в Кельвін. Це найпоширеніші місця, де допускаються помилки в такому виді домашнього завдання.
TK = 273 + ° C
T i = початкова температура = 27 ° C
T i K = 273 + 27
T i K = 300 K
T f = кінцева температура = 77 ° C
T f K = 273 + 77
T f K = 350 K
наступним кроком є ​​використання закону Чарльза для пошуку остаточного тому. Чарльз Лоу виражається наступним чином:
V i/T i = V f/T f
в якій
V i і T i - початкова кількість і температура
V f і T f - кінцевий об’єм і температура
Розв’яжіть рівняння для V f:
V f = V i T f/T i
ввести відомі значення і розв’язати для V f .
V f = (600 мл) (350 К)/(300 К)
V f = 700 мл
Відповідь:
Кінцевий об’єм після нагрівання стає 700 мл.

Ще приклади закону Чарльза

Якщо закон Чарльза здається неактуальним для реальних життєвих ситуацій, подумайте ще раз! Ось кілька прикладів того, як діє закон Чарльза. Розуміючи основи закону, ви будете знати, чого чекати в найрізноманітніших ситуаціях. Знаючи, як вирішити проблему із законом Чарльза, ви можете робити прогнози і навіть починати планувати нові винаходи.

  • Якщо взяти баскетбольний м'яч в холодний день, м’яч трохи зменшиться, коли температура падає. Це також стосується будь-якого надутого предмета і пояснює, чому рекомендується перевіряти тиск у шині автомобіля, коли температура падає.
  • Якщо надути плавця біля басейну в спекотний день, він може набрякнути на сонці і лопнути.
  • Робота термометра з індичкою з’являється на основі закону Чарльза. У міру варіння індички газ всередині термометра розширюється, поки він не зможе «вискочити» в колбу.

Приклади інших газових законів

Закон Чарльза - лише один із особливих випадків закону про ідеальний газ, який може виникнути. Кожен із законів названий тим, хто його формулює. Добре мати можливість розрізняти газові закони та наводити приклади для кожного.