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Charles ‚Gesetz 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. Durch Verdoppeln der Gastemperatur wird das Volumen verdoppelt, solange Druck und Menge des Gases unverändert bleiben. 

Charles ‚Gesetz Beispiel Problem

Dieses Beispielproblem zeigt, wie das Charles’sche Gesetz zur Lösung eines Gasgesetzproblems verwendet wird: Eine 600-ml-Stickstoffprobe wird bei konstantem Druck von 27 ° C auf 77 ° C erhitzt. Was ist der endgültige Band?

Lösung:

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

TK=273 + ° C
T i=Anfangstemperatur=27 ° C
T i K=273 + 27
T i K=300 K
T f=Endtemperatur=77 ° C
T f K=273 + 77
T f K=350 K.

Der nächste Schritt besteht darin, das Charles’sche Gesetz zu verwenden, um den endgültigen Band zu finden. Charles ‚Gesetz wird ausgedrückt als:

V i / T i=V f / T f
wobei
V i und T i das Anfangsvolumen und die Temperatur sind.
V f und T f das Endvolumen und die Temperatur sind.
Lösen Sie die Gleichung für V f :
V f=V i T f / T. i
Geben Sie die bekannten Werte ein und lösen Sie nach V f .
V f=(600 ml) (350 K) / (300 K)
V f=700 ml
Antwort:
Das Endvolumen nach dem Erhitzen beträgt 700 ml.

Weitere Beispiele für Charles ‚Gesetz

Wenn Sie der Meinung sind, dass Charles ‚Gesetz für reale Situationen irrelevant erscheint, denken Sie noch einmal darüber nach! Wenn Sie die Grundlagen des Gesetzes verstehen, wissen Sie, was Sie in einer Vielzahl von realen Situationen erwartet, und sobald Sie wissen, wie Sie ein Problem mit Charles ‚Gesetz lösen können, können Sie Vorhersagen treffen und sogar mit der Planung neuer Erfindungen beginnen. Hier sind einige Beispiele für Situationen, in denen Charles ‚Gesetz eine Rolle spielt:

  • Wenn Sie an einem kalten Tag draußen einen Basketball spielen, schrumpft der Ball etwas, wenn die Temperatur sinkt. 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 Pool an einem heißen Tag übermäßig aufpumpen, kann er in der Sonne anschwellen und platzen.
  • Pop-up-Truthahn-Thermometer 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 Gesetz von Charles 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 voneinander unterscheidet und Beispiele für jedes einzelne nennen kann.

  • Amontons Gesetz: Die Verdoppelung der Temperatur verdoppelt den Druck bei konstantem Volumen und konstanter Masse. Beispiel: Wenn sich Autoreifen beim Fahren erwärmen, steigt ihr Druck.
  • Boyle’sches Gesetz: Verdoppelung des Drucks halbiert das Volumen bei konstanter Temperatur und Masse. Beispiel: Wenn Sie Blasen unter Wasser blasen, dehnen sie sich aus, wenn sie an die Oberfläche steigen.
  • Avogadro-Gesetz: Durch Verdoppeln der Masse oder Molzahl eines Gases wird das Volumen bei konstanter Temperatur und konstantem Druck verdoppelt. Beispiel: Einatmen füllt die Lunge mit Luft und vergrößert ihr Volumen.

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