Cosè la legge di Charles?
Theodore G. Lindeman, professore e presidente del dipartimento di chimica del Colorado College di Colorado Springs, offre questa spiegazione:
principio fisico noto come legge di Charles “afferma che il volume di un gas è uguale a un valore costante moltiplicato per la sua temperatura misurata sulla scala Kelvin (zero Kelvin corrisponde a -273,15 gradi Celsius).
La legge” s Il nome onora il pioniere dellaerostato Jacques Charles, che nel 1787 fece esperimenti su come il volume dei gas dipendesse dalla temperatura Lironia è che Charles non pubblicò mai lopera per la quale è ricordato, né fu il primo o lultimo a fare questa scoperta. In effetti, Guillaume Amontons aveva fatto lo stesso tipo di esperimenti 100 anni prima, e fu Joseph Gay-Lussac nel 1808 che fece misurazioni definitive e pubblicò risultati che mostravano che ogni gas da lui testato obbediva a questa generalizzazione.
è abbastanza sorprendente che dozzine di sostanze diverse ces dovrebbe comportarsi esattamente allo stesso modo, poiché questi scienziati hanno scoperto che facevano i vari gas. La spiegazione accettata, avanzata da James Clerk Maxwell intorno al 1860, è che la quantità di spazio che un gas occupa dipende esclusivamente dal movimento delle molecole di gas. In condizioni tipiche, le molecole di gas sono molto lontane dai loro vicini e sono così piccole che la loro massa è trascurabile. Spingono verso lesterno su beute, pistoni o palloncini semplicemente rimbalzando su quelle superfici ad alta velocità. Allinterno di un pallone di elio, circa 1024 (un milione di milioni di milioni di milioni) atomi di elio colpiscono ogni centimetro quadrato di gomma ogni secondo, a velocità di circa un miglio al secondo!
Sia la velocità che la frequenza con cui il le molecole di gas rimbalzano dalle pareti del contenitore dipendono dalla temperatura, motivo per cui i gas più caldi spingono più forte contro le pareti (pressione più alta) o occupano volumi maggiori (poche molecole veloci possono occupare lo spazio di molte molecole lente). In particolare, se raddoppiamo la temperatura Kelvin di un campione di gas rigidamente contenuto, il numero di collisioni per unità di area al secondo aumenta della radice quadrata di 2 e in media la quantità di moto di tali collisioni aumenta della radice quadrata di 2. Quindi il Leffetto netto è che la pressione raddoppia se il contenitore non si allunga, o il volume raddoppia se il contenitore si allarga per evitare che la pressione aumenti.
Quindi potremmo dire che la legge “Charles” descrive come le mongolfiere ottenere abbastanza luce da sollevarsi e perché uninversione di temperatura impedisce le correnti di convezione nellatmosfera e come un campione di gas può funzionare come un termometro assoluto.