Kalkulator prawa Charlesa
Prawo Charlesa mówi, że objętość ustalonej ilości gazu jest wprost proporcjonalna do jego temperatury bezwzględnej, gdy ciśnienie pozostaje stałe: V₁/T₁ = V₂/T₂. Ogrzej gaz, a się rozpręży; ochłodź go, a się skurczy. Ten kalkulator wyznacza objętość końcową V₂: wystarczy wprowadzić objętość początkową V₁, temperaturę początkową T₁ oraz temperaturę końcową T₂, utrzymać obie temperatury w kelwinach, a wynik aktualizuje się natychmiast podczas pisania. Świetnie sprawdza się przy zadaniach domowych z chemii, ćwiczeniach laboratoryjnych z fizyki i szybkim sprawdzaniu, jak gaz zachowuje się podczas ogrzewania lub chłodzenia.
Jak korzystać z kalkulatora prawa Charlesa
-
1
Wprowadź stan początkowy
Wpisz objętość początkową V₁ oraz początkową temperaturę bezwzględną T₁ w kelwinach.
-
2
Wprowadź temperaturę końcową
Dodaj temperaturę końcową T₂, również w kelwinach (dodaj 273,15, aby przeliczyć z °C).
-
3
Odczytaj objętość końcową
Narzędzie oblicza V₂ = V₁·T₂/T₁ i wyświetla wynik obok wszystkich wprowadzonych danych.
Wzór prawa Charlesa objaśniony
Prawo Charlesa mówi, że przy stałym ciśnieniu objętość ustalonej masy gazu doskonałego podzielona przez jego temperaturę bezwzględną pozostaje stała:
V₁ / T₁ = V₂ / T₂
Po przekształceniu względem objętości końcowej otrzymujemy wzór, którego używa ten kalkulator:
V₂ = V₁ · T₂ / T₁
Objętość można wyrazić w dowolnej jednostce (litry, mililitry, metry sześcienne), pod warunkiem że po obu stronach użyjesz tej samej jednostki; stosunek redukuje jednostki, więc V₂ wychodzi w tej samej jednostce co V₁. Temperatura musi jednak zawsze być bezwzględna (w kelwinach), ponieważ proporcjonalność obowiązuje tylko wtedy, gdy 0 oznacza brak energii cieplnej.
Przykład rozwiązany
Balon zawiera 2 L gazu w temperaturze 273 K (0 °C). Ogrzewasz go do 373 K (100 °C), utrzymując stałe ciśnienie. Jaka jest nowa objętość?
V₂ = 2 × 373 ÷ 273 ≈ 746 ÷ 273 ≈ 2,7326 L
Gaz się rozpręża, ponieważ jego temperatura bezwzględna wzrosła o czynnik 373/273 ≈ 1,366.
Szybki przegląd
| Wielkość | Symbol | Uwaga |
|---|---|---|
| Objętość początkowa | V₁ | Dowolna jednostka |
| Temperatura początkowa | T₁ | Tylko kelwiny |
| Temperatura końcowa | T₂ | Tylko kelwiny |
| Objętość końcowa | V₂ | Ta sama jednostka co V₁ |
Częste błędy
- Używanie °C zamiast K. Zawsze dodawaj 273,15, aby przeliczyć stopnie Celsjusza na kelwiny (0 °C → 273,15 K). Wpisanie 0 °C bezpośrednio sprawia, że T₁ = 0 i obliczenia się nie powiodą.
- Zmiana ciśnienia. Prawo Charlesa zakłada stałe ciśnienie. Jeśli ciśnienie również się zmienia, użyj złożonego prawa gazowego P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂.
- Dodawanie lub usuwanie gazu. Ilość gazu (mole, n) musi pozostać stała. Jeśli się zmienia, przejdź na pełne równanie stanu gazu doskonałego PV = nRT.
- Mylenie stosunków temperatur z różnicami. Objętość skaluje się ze stosunkiem T₂/T₁, a nie z różnicą T₂ − T₁, więc podwojenie temperatury w kelwinach podwaja objętość.
Najczęściej zadawane pytania
Prawo Charlesa mówi, że przy stałym ciśnieniu objętość ustalonej ilości gazu doskonałego jest wprost proporcjonalna do jego temperatury bezwzględnej: V₁/T₁ = V₂/T₂. Ogrzewanie gazu zwiększa jego objętość, a chłodzenie ją zmniejsza.
Prawo opiera się na temperaturze bezwzględnej, w której 0 K oznacza brak energii cieplnej. Skale Celsjusza i Fahrenheita mają umowne punkty zerowe i mogą być ujemne, co łamie proporcjonalność. Przelicz, dodając 273,15 do wartości w stopniach Celsjusza, zanim ją wprowadzisz.
Nie. Dla V₁ możesz użyć litrów, mililitrów, metrów sześciennych lub dowolnej jednostki, a V₂ wyjdzie w tej samej jednostce. Tylko temperatury muszą być w kelwinach; stosunek objętości jest niezależny od jednostki.
Liczby, które wpisujesz, są wysyłane na nasze serwery w celu obliczenia wyniku, a w trybie krokowym trafiają też do linku strony. Nie są zapisywane w bazie danych ani udostępniane nikomu.
Powiązane narzędzia
Konwerter daty juliańskiej
Przeliczaj gregoriańskie daty UTC, datę juliańską, zmodyfikowaną datę juliańską i sekundy Unix z dokładnością do milisekundy i obsługą przesunięcia UTC.
Kalkulator tralek
Podaj światło między słupkami, szerokość tralki oraz maksymalny dozwolony prześwit, aby uzyskać dokładną liczbę potrzebnych tralek i równy odstęp między każdą szczebliną, bez prześwitu większego niż dopuszczają przepisy.
Kalkulator soli do basenu
Oblicz ilość soli do basenu na podstawie aktualnego i docelowego zasolenia w ppm. Sprawdź kg, funty, worki lub ostrożny szacunek wymiany wody.
Kalkulator procentów
Oblicz procent z wartości, dodaj lub odejmij procent albo znajdź wartość początkową dla danego udziału. Wpisz dwie liczby i zobacz wzory.
Kalkulator zaokrągleń
Zaokrąglaj dokładne liczby dziesiętne od 12 miejsc po przecinku po biliony. Porównaj remis do parzystej, od zera, sufit, podłogę i cztery inne tryby.
Kalkulator mieszanki paliwa i oleju do silników 2-suwowych
Oblicz ilość oleju do benzyny albo ilość paliwa z dostępnego oleju. Obsługuje jednostki metryczne, amerykańskie, brytyjskie i własne proporcje.