찰스의 법칙이란 무엇입니까?

콜로라도 스프링스에있는 Colorado College의 화학과 교수이자 학과장 인 Theodore G. Lindeman은 다음과 같은 설명을 제공합니다.

The 찰스 법칙으로 알려진 물리적 원리는 가스의 부피가 켈빈 척도로 측정 된 온도를 곱한 상수 값과 같다고 말합니다 (켈빈 0은 섭씨 -273.15도에 해당).

법칙 이름은 1787 년에 기체의 양이 온도에 어떻게 영향을 받는지에 대한 실험을 한 선구자 풍선 운동가 자크 찰스에게 경의를 표합니다. 아이러니하게도 Charles는 자신이 기억되는 작업을 발표하지 않았으며이 발견을 한 최초 또는 마지막 사람도 아니 었습니다. 실제로 Guillaume Amontons는 100 년 전에 동일한 종류의 실험을 수행했으며 1808 년에 Joseph Gay-Lussac이 최종 측정을 수행하고 그가 테스트 한 모든 가스가이 일반화를 따랐다는 결과를 발표했습니다.

It 수십 개의 다른 물질이 이 과학자들은 다양한 가스가 그랬다는 것을 발견했듯이 ces는 정확히 똑같이 행동해야합니다. James Clerk Maxwell이 1860 년경에 제시 한 설명은 가스가 차지하는 공간의 양이 순전히 가스 분자의 운동에 달려 있다는 것입니다. 일반적인 조건에서 가스 분자는 이웃과 매우 멀리 떨어져 있으며 너무 작아서 자체 부피가 무시할 수 있습니다. 그들은 단순히 빠른 속도로 표면에서 튀어 나옴으로써 플라스크, 피스톤 또는 풍선을 바깥쪽으로 밀어냅니다. 헬륨 풍선 안에는 약 1024 (백만 백만) 개의 헬륨 원자가 초당 약 1 마일의 속도로 1 제곱 센티미터의 고무에 매초 부딪칩니다!

가스 분자가 용기 벽에서 튕겨 나가는 것은 온도에 따라 달라 지므로 더 뜨거운 가스가 벽을 더 세게 밀거나 (고압) 더 큰 부피를 차지합니다 (몇 개의 빠른 분자가 많은 느린 분자의 공간을 차지할 수 있음). 특히, 견고하게 포함 된 가스 샘플의 켈빈 온도를 두 배로 늘리면 초당 단위 면적당 충돌 횟수는 2의 제곱근만큼 증가하고 평균적으로 충돌 운동량은 2 제곱근만큼 증가합니다. 순 효과는 용기가 늘어나지 않으면 압력이 두 배가되고, 압력이 상승하지 않도록 용기가 커지면 부피가 두 배가된다는 것입니다.

그러므로 Charles의 법칙이 어떻게 뜨거운 공기가 팽창하는지 설명 할 수 있습니다. 이륙 할 수있을만큼 충분히 가볍고 온도 반전이 대기의 대류 전류를 방지하는 이유와 가스 샘플이 절대 온도계로 작동하는 방법