Exemple de problème de loi de Charles
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La loi de Charles est un cas particulier de la loi du gaz idéal dans laquelle la pression d'un gaz est constante. La loi de Charles stipule que le volume est proportionnel à la température absolue d'un gaz à pression constante. Le doublement de la température du gaz double son volume, tant que la pression et la quantité de gaz restent inchangées.
Exemple de problème de loi de Charles
Cet exemple de problème montre comment utiliser la loi de Charles pour résoudre un problème de loi des gaz: un échantillon d'azote de 600 ml est chauffé de 27 ° C à 77 ° C à pression constante. Quel est le volume final?
Solution:
La première étape pour résoudre les problèmes de loi des gaz devrait être de convertir toutes les températures en températures absolues. En d'autres termes, si la température est indiquée en degrés Celsius ou Fahrenheit, convertissez-la en Kelvin. (C'est là que les erreurs les plus courantes sont commises dans ce type de problème de devoirs.)
T K = 273 + ° C
Tje = température initiale = 27 ° C
Tje K = 273 + 27
Tje K = 300 K
TF = température finale = 77 ° C
TF K = 273 + 77
TF K = 350 K
L'étape suivante consiste à utiliser la loi de Charles pour trouver le volume final. La loi de Charles s'exprime comme suit:
Vje/ Tje = VF/ TF
où
Vje et Tje est le volume et la température initiaux
VF et TF est le volume final et la température
Résoudre l'équation de VF:
VF = VjeTF/ Tje
Entrez les valeurs connues et résolvez pour VF.
VF = (600 ml) (350 K) / (300 K)
VF = 700 ml
Répondre:
Le volume final après chauffage sera de 700 ml.
Plus d'exemples de la loi de Charles
Si vous pensez que la loi de Charles ne semble pas pertinente dans des situations réelles, détrompez-vous! En comprenant les bases du droit, vous saurez à quoi vous attendre dans une variété de situations du monde réel et une fois que vous saurez comment résoudre un problème en utilisant la loi de Charles, vous pouvez faire des prédictions et même commencer à planifier de nouvelles inventions. Voici plusieurs exemples de situations dans lesquelles Charles 'Law est en jeu:
- Si vous prenez un ballon de basket à l'extérieur par temps froid, le ballon rétrécit un peu à mesure que la température diminue. C'est également le cas avec tout objet gonflé et explique pourquoi c'est une bonne idée de vérifier la pression des pneus de votre voiture lorsque la température baisse.
- Si vous sur-gonflez un flotteur de piscine par une chaude journée, il peut gonfler au soleil et éclater.
- Les thermomètres pop-up de dinde fonctionnent selon la loi de Charles. Pendant la cuisson de la dinde, le gaz à l'intérieur du thermomètre se dilate jusqu'à ce qu'il puisse "faire éclater" le piston.
Exemples d'autres lois sur le gaz
La loi de Charles n'est qu'un des cas particuliers de la loi du gaz idéal que vous pouvez rencontrer. Chacune des lois porte le nom de la personne qui l'a formulée. Il est bon de savoir distinguer les lois des gaz et de pouvoir citer des exemples de chacune.
- Loi d'Amonton: Le doublement de la température double la pression à volume et masse constants. Exemple: lorsque les pneus d'automobiles chauffent lorsque vous conduisez, leur pression augmente.
- La loi de Boyle: Doubler la pression réduit de moitié le volume, à température et masse constantes. Exemple: lorsque vous soufflez des bulles sous l'eau, elles se dilatent lorsqu'elles remontent à la surface.
- Loi d'Avogadro: Doubler la masse ou le nombre de moles d'un gaz double le volume à température et pression constantes. Exemple: l'inhalation remplit les poumons d'air, augmentant leur volume.
