Problema di esempio della legge di Charles
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La legge di Charles è un caso speciale della legge del gas ideale in cui la pressione di un gas è costante. La legge di Charles afferma che il volume è proporzionale alla temperatura assoluta di un gas a pressione costante. Raddoppiando la temperatura del gas raddoppia il suo volume, purché la pressione e la quantità del gas rimangano invariate.
Problema di esempio della legge di Charles
Questo problema di esempio mostra come utilizzare la legge di Charles per risolvere un problema di legge sui gas: un campione di azoto da 600 mL viene riscaldato da 27 ° C a 77 ° C a pressione costante. Qual è il volume finale?
Soluzione:
Il primo passo per risolvere i problemi di legge sui gas dovrebbe essere la conversione di tutte le temperature in temperature assolute. In altre parole, se la temperatura è data in gradi Celsius o Fahrenheit, convertila in Kelvin. (È qui che si commettono gli errori più comuni in questo tipo di problemi con i compiti.)
T K = 273 + ° C
Tio = temperatura iniziale = 27 ° C
Tio K = 273 + 27
Tio K = 300 K
Tf = temperatura finale = 77 ° C
Tf K = 273 + 77
Tf K = 350 K
Il prossimo passo è usare la legge di Charles per trovare il volume finale. La legge di Carlo è espressa come:
Vio/ Tio = Vf/ Tf
dove
Vio e Tio è il volume e la temperatura iniziali
Vf e Tf è il volume e la temperatura finali
Risolvi l'equazione per Vf:
Vf = VioTf/ Tio
Immettere i valori noti e risolvere per Vf.
Vf = (600 mL) (350 K) / (300 K)
Vf = 700 mL
Risposta:
Il volume finale dopo il riscaldamento sarà di 700 ml.
Altri esempi di Charles 'Law
Se pensi che la Legge di Charles sembri irrilevante per le situazioni della vita reale, ripensaci! Comprendendo le basi della legge, saprai cosa aspettarti in una varietà di situazioni del mondo reale e una volta che sai come risolvere un problema usando la Legge di Charles, puoi fare previsioni e persino iniziare a pianificare nuove invenzioni. Ecco alcuni esempi di situazioni in cui la Charles 'Law è in gioco:
- Se giochi a basket fuori in una giornata fredda, la palla si restringe un po 'quando la temperatura diminuisce. Questo è anche il caso di qualsiasi oggetto gonfiato e spiega perché è una buona idea controllare la pressione dei pneumatici della tua auto quando la temperatura scende.
- Se si gonfia eccessivamente un galleggiante in una giornata calda, può gonfiarsi al sole ed esplodere.
- I termometri pop-up di tacchino funzionano in base alla legge di Charles. Mentre il tacchino cucina, il gas all'interno del termometro si espande fino a quando non riesce a "far scoppiare" lo stantuffo.
Esempi di altre leggi sul gas
La legge di Charles è solo uno dei casi speciali della legge del gas ideale che potresti incontrare. Ciascuna delle leggi è chiamata per la persona che l'ha formulata. È bene sapere come distinguere le leggi sul gas ed essere in grado di citare esempi di ognuna.
- Legge di Amonton: La doppia temperatura raddoppia la pressione a volume e massa costanti. Esempio: quando le ruote di automobili si surriscaldano durante la guida, la loro pressione aumenta.
- Legge di Boyle: Raddoppiare la pressione dimezza il volume, a temperatura e massa costanti. Esempio: quando si soffiano bolle sott'acqua, si espandono mentre salgono in superficie.
- Legge di Avogadro: Raddoppiando la massa o il numero di moli di un gas raddoppia il volume a temperatura e pressione costanti. Esempio: l'inalazione riempie i polmoni di aria, espandendo il loro volume.
