Charles 'Law Beispiel Problem

Das Charles'sche Gesetz ist ein Sonderfall des idealen Gasgesetzes, bei dem der Druck eines Gases konstant ist. Das Charles'sche Gesetz besagt, dass das Volumen proportional zur absoluten Temperatur eines Gases bei konstantem Druck ist. Die Verdoppelung der Gastemperatur verdoppelt ihr Volumen, solange Druck und Menge des Gases unverändert bleiben. 

Charles 'Law Beispiel Problem

In diesem Beispiel wird gezeigt, wie das Charles'sche Gesetz zur Lösung eines Problems mit dem Gasgesetz verwendet wird: Eine 600-ml-Stickstoffprobe wird bei konstantem Druck von 27 ° C auf 77 ° C erhitzt. Was ist das endgültige Volumen?

Lösung:

Der erste Schritt zur Lösung von gasrechtlichen Problemen sollte darin bestehen, alle Temperaturen in absolute Temperaturen umzuwandeln. Mit anderen Worten, wenn die Temperatur in Celsius oder Fahrenheit angegeben ist, rechnen Sie sie in Kelvin um. (Hier werden die häufigsten Fehler bei dieser Art von Hausaufgaben gemacht.)

T K = 273 + ° C
T_ich = Anfangstemperatur = 27 ° C
T_ich K = 273 + 27
T_ich K = 300 K
T_f = Endtemperatur = 77 ° C
T_f K = 273 + 77
T_f K = 350 K

Der nächste Schritt ist die Verwendung des Charles'schen Gesetzes, um den endgültigen Band zu finden. Charles 'Gesetz wird ausgedrückt als:

V_ich/ T_ich = V_f/ T_f
wo
V_ich und T_ich ist das anfängliche Volumen und die Temperatur
V_f und T_f ist das Endvolumen und die Endtemperatur
Löse die Gleichung nach V_f:
V_f = V_ichT_f/ T_ich
Geben Sie die bekannten Werte ein und lösen Sie nach V auf_f.
V_f = (600 ml) (350 K) / (300 K)
V_f = 700 ml
Antworten:
Das Endvolumen nach dem Erhitzen beträgt 700 ml.

Weitere Beispiele des Charles'schen Gesetzes

Wenn Sie der Meinung sind, dass Charles 'Gesetz für Situationen im wirklichen Leben irrelevant zu sein scheint, denken Sie noch einmal darüber nach! Wenn Sie die Grundlagen des Gesetzes verstehen, wissen Sie, was Sie in einer Vielzahl realer Situationen erwarten können, und wenn Sie wissen, wie Sie ein Problem mit dem Charles'schen Gesetz lösen können, können Sie Vorhersagen treffen und sogar mit der Planung neuer Erfindungen beginnen. Hier einige Beispiele für Situationen, in denen Charles 'Law eine Rolle spielt:

• Wenn Sie an einem kalten Tag einen Basketball im Freien spielen, schrumpft der Ball mit abnehmender Temperatur ein wenig. Dies ist auch bei aufgeblasenen Objekten der Fall und erklärt, warum es eine gute Idee ist, den Reifendruck Ihres Autos zu überprüfen, wenn die Temperatur sinkt.
• Wenn Sie einen Poolschwimmer an einem heißen Tag übermäßig aufpumpen, kann er in der Sonne anschwellen und platzen.
• Pop-up-Truthahnthermometer arbeiten nach dem Gesetz von Charles. Während der Truthahn kocht, dehnt sich das Gas im Thermometer aus, bis es den Kolben "platzen" lässt.

Beispiele für andere Gasgesetze

Das Charles'sche Gesetz ist nur einer der Sonderfälle des idealen Gasgesetzes, denen Sie begegnen können. Jedes der Gesetze ist nach der Person benannt, die es formuliert hat. Es ist gut zu wissen, wie man die Gasgesetze unterscheidet und Beispiele für jedes einzelne nennt.

• Amontons Gesetz: Die Verdopplungstemperatur verdoppelt den Druck bei konstantem Volumen und konstanter Masse. Beispiel: Wenn sich Autoreifen beim Fahren erwärmen, steigt ihr Druck.
• Boyles Gesetz: Das Verdoppeln des Drucks halbiert das Volumen bei konstanter Temperatur und Masse. Beispiel: Wenn Sie Blasen unter Wasser blasen, dehnen sich diese beim Aufsteigen aus.
• Avogadros Gesetz: Durch Verdoppelung der Masse oder Molzahl eines Gases wird das Volumen bei konstanter Temperatur und konstantem Druck verdoppelt. Beispiel: Das Einatmen füllt die Lunge mit Luft und vergrößert ihr Volumen.