一定の圧力で、理想的なガスの特定の質量の体積は、その絶対温度に直接比例します。
これは、圧力を一定に保ちながらガスの温度を上げると、体積も比例して増加することを意味します。
簡単な説明:
* 温度 ガス分子の平均運動エネルギーの尺度です。
* ボリューム ガス分子が占めるスペースです。
*温度が上昇すると、分子はより速く移動し、容器の壁とより頻繁に衝突します。
*この衝突圧力の増加により、容器の壁が外側に押し出され、体積が増加します。
数学的には、チャールズの法則は次のように表現できます
v₁/t₁=v₂/t₂
どこ:
*V₁=初期ボリューム
*t₁=初期絶対温度(ケルビンで)
*V₂=最終ボリューム
*t₂=最終的な絶対温度(ケルビンで)
重要な注意:
*チャールズの法律は、ガス法に従って完全に振る舞う理論ガスである理想的なガスに適用されます。
*実際のガスは、高い圧力と低温で理想的な行動から逸脱します。
*チャールズの法律を使用するには、摂氏ではなくケルビンで温度を表現する必要があります。
例:
20°C(293 k)の1リットルのボルーンが40°C(313 K)に加熱されると、その体積が増加します。
v₂=v₁ *t₂ /t₁
V₂=1 L * 313 K / 293 K
V₂≈1.07l
温度が20°C上昇すると、体積は約7%増加します。