A pressione costante, il volume di una data massa di un gas ideale è direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta.
Ecco cosa significa in termini più semplici:
* proporzionalità diretta: Quando la temperatura di un gas aumenta, il suo volume aumenta proporzionalmente. Allo stesso modo, quando la temperatura diminuisce, il volume diminuisce proporzionalmente.
* Temperatura assoluta: Stiamo parlando di temperatura misurata in Kelvin (K). Kelvin inizia a Absolute Zero, il punto in cui tutto il movimento molecolare si ferma. Per convertire da Celsius (° C) in Kelvin (K), usa la formula:K =° C + 273.15
* Pressione costante: Questa legge si applica solo se la pressione del gas rimane costante.
Come funziona:
Immagina un palloncino pieno di aria. Le molecole d'aria all'interno si muovono costantemente e si scontrano con le pareti del pallone, creando pressione. Mentre riscaldi il palloncino, le molecole d'aria si muovono più velocemente. Si scontrano con le pareti del palloncino più frequentemente e con una forza maggiore. Questa maggiore forza espande il palloncino, aumentando il suo volume.
Rappresentazione matematica:
La legge di Charles può essere espressa matematicamente come:
V₁/t₁ =v₂/t₂
Dove:
* V₁ è il volume iniziale
* T₁ è la temperatura iniziale in Kelvin
* V₂ è il volume finale
* T₂ è la temperatura finale in Kelvin
Esempio:
Supponiamo che tu abbia un pallone con un volume di 1 litro a una temperatura di 20 ° C (293,15 K). Riscaldi il palloncino a 40 ° C (313,15 K). Qual è il nuovo volume?
Usando la legge di Charles:
1 L / 293.15 K =V₂ / 313.15 K
Risolvere per V₂, otteniamo:
V₂ ≈ 1,07 L
Quindi, il volume del palloncino aumenta a circa 1,07 litri quando la temperatura aumenta da 20 ° C a 40 ° C.
Nota importante:
La legge di Charles è una legge sul gas ideale e si applica ai gas ideali. I gas reali possono deviare da questo comportamento a pressioni molto elevate o basse temperature.
