Lernziel

  • State Charles‘ Gesetz und die Ihr zugrunde liegenden Annahmen

Zahlung

  • absolute zerothe theoretisch tiefste mögliche Temperatur; durch internationale Vereinbarung, der absolute Nullpunkt ist definiert als 0 K auf der Kelvin-Skala und als -273.,15° auf der Celsius-Skala
  • Charles ‚Gesetz Bei konstantem Druck nimmt das Volumen einer gegebenen Masse eines idealen Gases um den gleichen Faktor zu oder ab wie seine Temperatur auf der absoluten Temperaturskala (dh Gas dehnt sich mit zunehmender Temperatur aus)

Charles‘ und Guy-Lussacs Gesetz

Charles‘ Gesetz beschreibt die Beziehung zwischen dem Volumen und der Temperatur eines Gases. Das Gesetz wurde erstmals 1802 von Joseph Louis Gay-Lussac veröffentlicht, verwies jedoch auf unveröffentlichte Werke von Jacques Charles aus der Zeit um 1787., Dieses Gesetz besagt, dass bei konstantem Druck das Volumen einer gegebenen Masse eines idealen Gases um den gleichen Faktor wie seine Temperatur (in Kelvin) zunimmt oder abnimmt; mit anderen Worten, Temperatur und Volumen sind direkt proportional. Mathematisch ausgedrückt ist diese Beziehung:

\frac {V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}

Interaktiv: Die Temperatur-Volumen-Beziehungdieses Modell enthält Gasmoleküle auf der linken Seite und eine Barriere, die sich bewegt, wenn sich das Gasvolumen ausdehnt oder zusammenzieht, wobei der Druck konstant bleibt. Führen Sie das Modell aus und ändern Sie die Temperatur., Warum bewegt sich die Barriere, wenn sich die Temperatur ändert? (Hinweis: Obwohl sich die Atome in diesem Modell in einer flachen Ebene befinden, wird das Volumen mit 0,1 nm als Tiefe des Behälters berechnet.)

Beispiel

V vs. T Plot und Charles‘ Gesetz

Charles‘ und Gay–Lussacs Gesetzein visueller Ausdruck des Gesetzes von Charles und Gay-Lussac; insbesondere ein Diagramm des Volumens eines Mols von ein ideales Gas in Abhängigkeit von seiner Temperatur bei verschiedenen konstanten Drücken.,

Extrapolation auf Null Volumen

Wenn sich ein Gas für jeden Kühlgrad um 1/273 seines Volumens zusammenzieht, sollte es sich bei einer Temperatur von -273°C auf Null Volumen zusammenziehen; Dies ist die niedrigstmögliche Temperatur im Universum, die als absoluter Nullpunkt bekannt ist. Diese extrapolation von Charles‘ Gesetz war der erste Beweis für die Bedeutung dieser Temperatur.

Warum haben die Plots für verschiedene Drücke unterschiedliche Steigungen?,

Je niedriger der Druck eines Gases ist, desto größer ist sein Volumen (Boyles Gesetz), so dass bei niedrigen Drücken der Bruch \frac{V}{273} einen größeren Wert hat; Daher muss sich das Gas „schneller zusammenziehen“, um das Nullvolumen zu erreichen, wenn sein Startvolumen größer ist.

charlesdiskutiert die Beziehung zwischen Volumen und Temperatur eines Gases und erklärt, wie Probleme mit Charles‘ Gesetz gelöst werden können.