気体の法則であるシャルルの法則は、理想的な気体混合物では、圧力は気体の体積に反比例すると述べています。この法律は、フランスの科学者ジャック・シャルル・リリエンフェルドにちなんで名付けられました。
チャールズの法則は、天文学、航空、化学、化学など、科学のいくつかの分野で重要です。チャールズの法則を満たすには、気体の密度が一定でなければなりません。
シャルルの法則とシャルルの法則のグラフ表示を詳しく見てみましょう。
シャルルの法則
シャルルの法則によれば、閉じたシステムでは、気体の体積はその温度 (ケルビン単位) に正比例します。その結果、この法則はガスの温度と体積の間のリンクを表しています。チャールズの法則を表すには、次の式を使用できます。
V∝T
どこで、
V =ガスの体積
T =ケルビンでのガスの温度
シャルルの法則の図解
シャルルの法則の数学的表現
V1 / T1 =V2 / T2
さらに、
V1 / T1 =V2 / T2 ⇒ V/T =定数=K2
V=K2T
その結果、ガスの圧力、体積、および体積の単位によって K2 の値が決まります。
シャルルの法則:発見と命名
法律の名前は、フランスの数学者、物理学者、発明家、気球乗りのジャック アレクサンドル セザール シャルルにちなんで付けられました。
フランスの化学者で物理学者のジョゼフ・ルイ・ゲイ=リュサックは、気体が加熱されると膨張する様子を概説する論文を書きました。彼は、1802 年に最初の有人熱気球飛行が行われたわずか数日後に出版しました。
1787 年、チャールズは 5 つの同一の容器にさまざまなガスを充填する実験を行いました。その後、容器の温度を摂氏80度まで上げました。次に、すべてのガスの体積が同じ量だけ増加したことを確認しました。チャールズは、ガスの体積は一定圧力下でそのガスの絶対温度に比例して増加すると推測しました
ゲイ＝リュサックは論文の中でこの実験について言及し、1780 年代のジャック シャルルの未発表の作品に起因すると述べています。そのため、チャールズに敬意を表して、ゲイ リュサックは法律に「シャルル法」というタイトルを付けました。
実生活におけるシャルルの法則の適用
この法則は、日常生活にいくつか適用されます。
膨らませたアイテム
寒い日に風船を持って外にいるとします。風船が崩れることに気付くでしょう。一方、バルーンは暖かい環境に置くと元の形に戻ります。これが起こる原因は何ですか？
この現象は、肌寒い日に気温が下がると体積が減少するために発生します。さて、シャルルの法則によれば、暖房された部屋に入るとすぐに温度が上昇します。同様に、温度が上昇すると、体積も増加します。その結果、バルーンは元の形状に戻ります。
この動作は、膨張したアイテムに当てはまります。そのため、肌寒い日に外に出るときに自動車のタイヤの空気圧をチェックする必要があります。
ベーキング
私たちのキッチンもシャルルの法則の例外ではありません。パン作りに挑戦したことはありますか？
はい？
次に、おそらくプロセスで最も人気のある成分である酵母に精通しています.パン酵母は、ふっくらした焼き菓子を作るためによく使われます。それは二酸化炭素の泡の放出を誘発します。
温度が上がると、二酸化炭素の泡が膨張し、膨張剤として働き、パンが膨らみます。温度が高くなると、二酸化炭素の泡はさらに膨張します。
熱気球
熱気球の仕組みに興味があるかもしれません。
シャルルの法則によれば、温度と体積は正確に比例します。気体を加熱すると密度が下がり、膨張します。暖かい空気は、軽い冷たい空気よりも密度が低くなります。また、暖かい空気は単位体積あたりの質量が小さくなります。そのため、暖かい空気が冷たい空気の上に上昇します。
熱気球も同じ原理です。バルーン内の空気は加熱され、周囲の空気と比較して温度が上昇します。そして気球は上昇します。
ポップアップ ターキー タイマー
Charles のルールは、ポップアップ ターキー タイマー (温度計) の動作にも適用されます。それがどのように行われるかを見てみましょう！
シャルルの法則によると、気体は加熱すると膨張します。ポップアップ ターキー タイマーも同じコンセプトで動作します。オーブンで七面鳥をローストするときは、七面鳥の中にツールを挿入します。温度が上がると温度計内部の気体が膨張します。タイマーが鳴ったら、七面鳥をオーブンから取り出します。
結論
このシャルルの法則ノートのグラフィカルな表現は、法則とその歴史について説明しています。また、シャルルの法則の適用についても説明します。この気体の法則では、気体の密度を一定と見なします。また、法則をグラフにプロットしました。
