À une pression constante, le volume d'une masse donnée d'un gaz idéal est directement proportionnel à sa température absolue.
Voici ce que cela signifie en termes plus simples:
* proportionnalité directe: Lorsque la température d'un gaz augmente, son volume augmente proportionnellement. De même, lorsque la température diminue, le volume diminue proportionnellement.
* température absolue: Nous parlons de température mesurée à Kelvin (K). Kelvin commence à un zéro absolu, le point où tout le mouvement moléculaire s'arrête. Pour convertir de Celsius (° C) en Kelvin (K), utilisez la formule:k =° C + 273.15
* Pression constante: Cette loi ne s'applique que si la pression du gaz reste constante.
comment cela fonctionne:
Imaginez un ballon rempli d'air. Les molécules d'air à l'intérieur se déplacent constamment et entrent en collision avec les murs du ballon, créant une pression. Lorsque vous chauffez le ballon, les molécules d'air se déplacent plus rapidement. Ils entrent en collision avec les murs du ballon plus fréquemment et avec une plus grande force. Cette force accrue élargit le ballon, augmentant son volume.
Représentation mathématique:
La loi de Charles peut s'exprimer mathématiquement comme:
V₁ / t₁ =v₂ / t₂
Où:
* V₁ est le volume initial
* T₁ est la température initiale à Kelvin
* V₂ est le volume final
* T₂ est la température finale à Kelvin
Exemple:
Disons que vous avez un ballon avec un volume de 1 litre à une température de 20 ° C (293,15 K). Vous chauffez le ballon à 40 ° C (313,15 K). Quel est le nouveau volume?
Utilisation de la loi de Charles:
1 L / 293.15 K =V₂ / 313.15 K
Résolvant pour V₂, nous obtenons:
V₂ ≈ 1,07 L
Ainsi, le volume du ballon augmente à environ 1,07 litre lorsque la température passe de 20 ° C à 40 ° C.
Remarque importante:
La loi de Charles est une loi idéale sur le gaz et s'applique aux gaz idéaux. Les gaz réels peuvent s'écarter de ce comportement à des pressions très élevées ou à des températures basses.
