Charles 'Law Voorbeeld Probleem

De wet van Charles is een speciaal geval van de ideale gaswet waarbij de druk van een gas constant is. De wet van Charles stelt dat het volume evenredig is aan de absolute temperatuur van een gas bij constante druk. Verdubbeling van de temperatuur van gas verdubbelt zijn volume, zolang de druk en hoeveelheid van het gas onveranderd blijven. 

Charles 'Law Voorbeeld Probleem

Dit voorbeeldprobleem laat zien hoe de wet van Charles moet worden gebruikt om een ​​probleem met de gaswet op te lossen: een monster van 600 ml stikstof wordt verwarmd van 27 ° C tot 77 ° C bij constante druk. Wat is het uiteindelijke volume?

Oplossing:

De eerste stap om problemen met de gaswet op te lossen, is het omzetten van alle temperaturen in absolute temperaturen. Met andere woorden, als de temperatuur wordt gegeven in Celsius of Fahrenheit, converteer deze dan naar Kelvin. (Hier worden de meest voorkomende fouten gemaakt bij dit soort huiswerkproblemen.)

TK = 273 + ° C
T_ik = begintemperatuur = 27 ° C
T_ik K = 273 + 27
T_ik K = 300 K
T_f = eindtemperatuur = 77 ° C
T_f K = 273 + 77
T_f K = 350 K

De volgende stap is om de wet van Charles te gebruiken om het laatste deel te vinden. De wet van Charles wordt uitgedrukt als:

V_ik/ T_ik = V_f/ T_f
waar
V_ik en T_ik is het initiële volume en de temperatuur
V_f en T_f is het uiteindelijke volume en temperatuur
Los de vergelijking voor V op_f:
V_f = V_ikT_f/ T_ik
Voer de bekende waarden in en los op voor V_f.
V_f = (600 ml) (350 K) / (300 K)
V_f = 700 ml
Antwoord:
Het uiteindelijke volume na verhitting is 700 ml.

Meer voorbeelden van de wet van Charles

Als je denkt dat de wet van Charles niet relevant lijkt voor situaties in het echte leven, denk dan nog eens goed na! Door de basisprincipes van de wet te begrijpen, weet je wat je kunt verwachten in een verscheidenheid aan situaties uit de echte wereld en als je eenmaal weet hoe je een probleem met Charles 'Law kunt oplossen, kun je voorspellingen doen en zelfs beginnen met het plannen van nieuwe uitvindingen. Hier zijn verschillende voorbeelden van situaties waarin de wet van Charles in het spel is:

• Als je op een koude dag een basketbal buiten neemt, krimpt de bal een beetje naarmate de temperatuur daalt. Dit is ook het geval bij elk opgeblazen object en verklaart waarom het een goed idee is om de bandenspanning van uw auto te controleren als de temperatuur daalt.
• Als u op een warme dag een vlotter in het zwembad opblaast, kan deze in de zon opzwellen en barsten.
• Pop-up kalkoen thermometers werken op basis van de wet van Charles. Terwijl de kalkoen kookt, zet het gas in de thermometer uit totdat het de plunjer kan "ploffen".

Voorbeelden van andere gaswetten

De wet van Charles is slechts een van de speciale gevallen van de ideale gaswet die u kunt tegenkomen. Elk van de wetten is genoemd naar de persoon die het heeft geformuleerd. Het is goed om te weten hoe je de gaswetten uit elkaar kunt houden en van elk daarvan voorbeelden kunt noemen.

• Wet van Amonton: Verdubbeling van de temperatuur verdubbelt de druk bij constant volume en massa. Voorbeeld: Terwijl autobanden warm worden tijdens het rijden, neemt hun druk toe.
• De wet van Boyle: Verdubbeling van de druk halveert het volume, bij constante temperatuur en massa. Voorbeeld: wanneer u bellen blaast onder water, zetten ze uit naarmate ze naar de oppervlakte stijgen.
• Wet van Avogadro: Verdubbeling van de massa of het aantal mol van een gas verdubbelt het volume bij constante temperatuur en druk. Voorbeeld: Inademen vult de longen met lucht en vergroot hun volume.