Charles's Law

Boyle's Law berättade att volymen och trycket för en ideal gas hade en omvänt proportionell relation. När den ena går upp, den andra går ner. Det visar sig att Charles lag säger att volym tenderar att sova runt, eftersom det också har ett direkt proportionellt förhållande till temperaturen. Den hunden.

Lyckligtvis för oss är Charles's lag lite mer enkel. I en situation där trycket på en ideal gas förblir konstant, om volymen eller temperaturen stiger, båda ökar. Naturligtvis betyder det att om man går ner går de båda ... ja, du får idén.

Ekvation för Charles's Law

Formeln för Karls lag är lika enkel som definitionen, men mycket roligare att titta på:

Det finns dock några andra sätt att skriva det på. De är mindre roliga:

I var och en av dessa ekvationer är V = Volym och T = temperatur. För dig som inte är säker på varför någon började rita oändlighetssymbolen ( ) stannade det bara, det är symbolen för "direkt proportionell".

Konvertera Celsius till Kelvins

  1. Lägg till 273, 15 till C, så har du en mätning i kelvin.

Konverterar Fahrenheit till Kelvin

  1. Subtrahera 32 från F
  2. Dela med 9
  3. Multiplicera med 5
  4. Du har nu din temperatur i Celsius
  5. Följ stegen för att konvertera C till kelvin

Formler för konvertering

Celsius:
273, 15 + C = k

Fahrenheit:
5/9 (F-32) + 273, 15 = k

Kelvin-skalan

När du har att göra med Charles's lag, Boyle's Law eller något annat att göra med den ideala gaslagen, är det viktigt att veta att du bör använda Kelvin-skalan för dina temperaturer. Eftersom Centigrade- och Fahrenheit-skalorna båda bara är modifierade mätningar som är avsedda för enkel användning varje dag, fungerar de inte bra när man gör beräkningar.

För att förklara ytterligare måste du först förstå att Kelvin-skalan är det vi kallar en absolut termodynamisk skala. Med andra ord, när du kommer till noll har du nått absolut noll: den kallaste möjliga temperaturen i vårt universum, den punkt där alla termiska rörelser kommer att upphöra. Det finns ingen övre gräns för Kelvin-skalan. Om du någonsin befinner dig i behov av en omvandling av Centigrade eller Fahrenheit till kelvin, är processerna ganska enkla.

* Vetenskapen arbetar inte hårt med att försöka ta reda på hur man kan bevisa att det finns materia som har -13 molekyler.

Varför använda Kelvin?

Som nämnts tidigare kommer Kelvin-skalan att ta oss från absolut noll till oändlighet. Det är en vetenskaplig metod för att mäta värmeenergi. Celsius är ett mätsystem som står i proportion till de olika vattenstegen. Noll grader Celsius är fryspunkten för vatten, där 100 grader Celsius är kokpunkten. Gå över eller under dessa två siffror, och vatten blir antingen ett fast ämne eller en gas.

Fahrenheit har en mycket mer komplicerad historia. Det är också mycket mer värdelöst än någon av de andra två.

Problemet med båda dessa system? Negativa temperaturer. Du kan verkligen försöka använda dem, men vad händer när din temperatur går under noll? Plötsligt kan du ha en beräkning som ger dig en omöjlig negativ volym. Inga bekymmer men vetenskapen arbetar hårt med att försöka räkna ut hur man kan bevisa att det finns materia som har -13 molekyler. *

Gasvolym vid absolut noll

Nu när vi alla är experter på förhållandet mellan volym och temperatur kanske du undrar vad som händer med absolut noll. Kelvin-skalan har kanske inte negativa siffror, men den har verkligen noll. Även med den mest grundläggande kunskapen om algebra kan man anta att V 1 T 2 = V 2 T 1 där antingen T1 eller T2 är noll, då kommer din formel att vara en udda:

0 = 0

Ja, noll är definitivt lika med noll. Lita på mig, jag googlade det innan jag skrev detta. Om detta är sant, är gasens volym noll. En volym på noll betyder att vi har nollmolekyler. Detta är bara vettigt!

Det finns några svar på det här problemet.

  1. Den ideala gaslagen bryts ned vid de lägsta temperaturerna, vilket gör den ogiltig vid absolut noll
  2. Eftersom idealiska gaser i sig bara är teoretiska, kan vi säga att en idealisk gas vid vilket tryck som helst har en volym på noll när temperaturen är absolut noll på Kelvin-skalan.
  3. Eftersom noll är ingenting, fungerar det fortfarande. En gas med nollvolym har uppenbarligen ingen temperatur, och vice versa. Formeln säger helt enkelt att gasen vi mäter bara ... inte är där.