Wirtualne laboratorium/Chemia/Gazy/Prawo Charlesa — gaz rośnie z temperaturą

Prawo Charlesa — gaz rośnie z temperaturą

Ogrzewaj gaz pod stałym ciśnieniem. Objętość rośnie proporcjonalnie do temperatury (w kelwinach): V/T=const. Tłok unosi się, bo szybsze cząsteczki potrzebują więcej miejsca.

Prawo Charlesa — gaz rośnie z temperaturą
Chemia · Gazy · Prawo Charlesa (CHE.GAZY.PP.02)
Temperatura gazu TT300 K
Ogrzewany gaz pod stałym ciśnieniem (p=constp = \text{const}) — jego objętość:
temperatura T
300 K
temperatura
27 °C
objętość V
24.6 dm³
V / T
0.082
🎯 Wyzwanie: trafuj objętość
seria: 0

Dam Ci docelową objętość — dobierz temperaturę suwakiem, by ją uzyskać. V/T = const.

Co się właśnie stało?

Ogrzałeś gaz, a tłok uniósł się do góry. Przy stałym ciśnieniu objętość gazu rośnie razem z temperaturą — gaz się rozszerza.

Prawo Charlesa (przemiana izobaryczna):

VT=const(p=const)\dfrac{V}{T} = \text{const} \qquad (p = \text{const})

— przy stałym ciśnieniu objętość gazu jest wprost proporcjonalna do temperatury w skali Kelvina. V — objętość (dm³), T — temperatura bezwzględna (K).

Co to znaczy w praktyce?

Wyższa temperatura to szybsze cząsteczki — mocniej uderzają w tłok, więc żeby ciśnienie zostało stałe, tłok musi się unieść i objętość rośnie. Dla dwóch stanów:

V1T1=V2T2\dfrac{V_1}{T_1} = \dfrac{V_2}{T_2}

Dlaczego temperatura musi być w kelwinach?

Proporcjonalność V∝TV \propto T działa tylko od zera bezwzględnego. Prosta na wykresie V–T przechodzi przez punkt 0 K0\,\text{K} (−273,15 °C) — w stopniach Celsjusza zależność nie byłaby wprost proporcjonalna.

Po co Ci to na maturze:

V/T = const rozwiązuje zadania o ogrzewanym lub oziębianym gazie pod stałym ciśnieniem. Chwyt: zamień °C na K (dodaj 273), zapisz V1/T1=V2/T2V_1/T_1 = V_2/T_2 i wylicz szukaną wielkość.

Zapamiętaj: pod stałym ciśnieniem objętość rośnie z temperaturą — V/T = const, a temperaturę zawsze liczymy w kelwinach.

Model poglądowy · Wirtualne laboratorium NexTutor

Spodobał Ci się eksperyment? Udostępnij go.

Jest darmowy — podeślij znajomym ze szkoły.

Teoria i wzory

Prawo Charlesa

Pod stałym ciśnieniem objętość gazu jest wprost proporcjonalna do temperatury bezwzględnej: VT=const⇒V1T1=V2T2\dfrac{V}{T} = \mathrm{const} \quad\Rightarrow\quad \dfrac{V_1}{T_1} = \dfrac{V_2}{T_2}

Dlaczego kelwiny

Zależność jest liniowa względem temperatury liczonej od zera bezwzględnego (0 K): T[K]=t[∘C]+273T[\mathrm{K}] = t[^\circ\mathrm{C}] + 273 Gdyby liczyć w stopniach Celsjusza, proporcjonalność by nie działała.

Interpretacja

Ogrzewanie przyspiesza cząsteczki — potrzebują więcej miejsca, więc tłok się unosi. Ekstrapolacja wskazuje zerową objętość przy 0 K.

Oznaczenia: VV — objętość, TT — temperatura bezwzględna (K), indeksy 1,21, 2 — stan przed i po (pod stałym ciśnieniem).

Uczysz? Umieść ten eksperyment na swojej stronie.

Darmowy widget — wklej na stronę szkoły, bloga lub notatki. Linkuje do pełnej wersji.

Uczysz w klasie albo korepetujesz? Prowadź uczniów w NexTutor →

Najczęstsze pytania

›

Co mówi prawo Charlesa?

Pod stałym ciśnieniem objętość gazu jest wprost proporcjonalna do temperatury (V/T=const).

›

Czemu temperaturę liczymy w kelwinach?

Bo zależność jest liniowa względem temperatury bezwzględnej (od 0 K).

›

Co dzieje się przy ochładzaniu?

Gaz się kurczy; ekstrapolacja wskazuje zerową objętość przy 0 K.

Teoria (klasa): CHE.1.2.5 → Lekcja maturalna: CHE.M.1.2 →

Powiązane eksperymenty

Objętość molowa gazu — 22,4 dm³ →Prawo Boyle’a — ciśnienie kontra objętość →Prawo Daltona — ciśnienia cząstkowe →Równanie Clapeyrona — pV = nRT →