Influenzato dal l'aumento della popolarità di mongolfiere , Jacques Charles studiato la compressibilità dei gas nel 1780 . I suoi esperimenti sono stati costruiti sul lavoro di Robert Boyle quasi un secolo prima che ha definito il rapporto tra il volume e la pressione di un gas . Tuttavia , Charles era interessato al rapporto tra il volume e la temperatura di un gas . Mentre Charles eseguito il lavoro originale , è stato un altro scienziato francese , Joseph - Louis Gay - Lussac , che ha verificato ' risultati non pubblicati e pubblicò le sue scoperte nel 1802
Charles' Charles legge
legge Charles afferma che , ad una massa e pressione costante , il volume di un gas è direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta . In altre parole , se la temperatura di un gas aumenta , così sarà il suo volume . Viceversa , se la temperatura di un gas diminuisce , così sarà il suo volume . Legge di Charles ' può essere indicato come il volume è uguale alla temperatura costante : . V = Tk
La costante rappresenta la pendenza del rapporto ed è diverso per ogni gas . La legge si applica solo ai gas ideali , che sono conformi ad essa a tutte le temperature e pressioni . Tuttavia , gas reali sono inoltre conformi alla legge nella maggior parte temperature e pressioni . L'unica differenza è una deviazione evidente come raffredda il gas reale e si avvicina il suo punto di condensazione .
Utilizzando ' Legge
Charles ' Charles legge viene in genere utilizzato in termini di un rapporto , che consente di risolvere per una variabile sconosciuta . In questa forma , il volume iniziale del gas divisa per la sua temperatura iniziale è pari al volume finale del gas divisa per la sua temperatura finale : Vi /Ti = Vf /Tf . Se si conoscono tre variabili , si può attraversare moltiplicare per risolvere per il quarto .
Per esempio, se un gas ha un volume iniziale di 3,0 litri e una temperatura iniziale di 350 gradi Kelvin , è possibile determinare il volume finale se è raffreddato a 250 gradi Kelvin : 3G /350K = X /250K . Risolvendo per " X", è possibile determinare che il volume finale del gas sarebbe 2.14 galloni .
Base per legge di Charles '
La temperatura è semplicemente una misura della velocità in cui le molecole di un oggetto vibrano . Il più caldo un oggetto è , più velocemente le sue molecole vibrano . Pertanto , come la temperatura di un gas aumenta , così fa la velocità con cui le sue molecole vibrano . Poiché le molecole vibrano più velocemente , colpiscono le pareti del contenitore più frequentemente , aumentando la pressione . Per mantenere questa pressione costante , il volume del gas deve essere ampliato . Questa espansione offre più spazio per le molecole di muoversi , portando così la frequenza di collisioni al suo livello iniziale .