チャールズの法律 圧力が一定に保たれている場合、理想的なガスの体積は絶対温度に直接比例すると述べています。これは、温度が上昇すると、ガスの体積も増加し、その逆も同様であることを意味します。
数学的式:
v₁/t₁=v₂/t₂
どこ:
*V₁は初期ボリュームです
*t₁は初期絶対温度(ケルビンで)です
*V₂は最終ボリュームです
*t₂は最終的な絶対温度です(ケルビンで)
説明:
* 分子運動: 温度が上昇すると、ガス分子は運動エネルギーを獲得し、より速く移動します。この増加した動きにより、容器の壁とより頻繁に衝突し、力が大きくなります。
* 拡張: 一定の圧力を維持するには、衝突の増加に対応するために容器が拡張する必要があります。これにより、体積が増加します。
例:
室温で空気で満たされたバルーンがあり、風船を加熱すると、内部の空気が膨張し、バルーンがさらに膨張します。
重要な注意:
*チャールズの法律は理想的なガスに適用されます。実際のガスは、高圧と低温での理想的な行動からの逸脱を示します。
*チャールズの法律が真実であるためには、温度はケルビン(絶対温度スケール)でなければなりません。