查尔斯定律是理想气体定律的一个特例,其中气体的压力是恒定的。查尔斯定律指出,体积与恒压下气体的绝对温度成正比。只要气体的压力和数量不变,气体的温度加倍,其体积就会加倍。
该示例问题显示了如何使用查尔斯定律解决气体定律问题:在恒定压力下将600 mL氮气样品从27°C加热到77°C。最后一卷是什么?
解决方案:
解决气体定律问题的第一步应该是将所有温度转换为绝对温度。换句话说,如果温度以摄氏度或华氏度为单位,则将其转换为开尔文。(这是这类作业中最常见的错误。)
Tk=273+°CTi=初始温度=27°CTi K=273+27Ti K=300 KTf=最终温度=77°CTf K=273+77Tf K=350 K
下一步是使用查尔斯定律找到最终的卷。查尔斯定律的表述如下:
Vi/Ti=Vf/Tf,其中Vi和Ti是初始体积和温度Vf,Tf是最终体积和温度Vf:Vf=vtf/t求出Vf的方程,输入已知值并求解Vf。Vf=(600 mL)(350 K)/(300 K)Vf=700 mL答:加热后的最终体积为700 mL。
如果你认为查尔斯定律似乎与现实生活无关,那就再想想吧!通过了解该定律的基本知识,你将知道在各种现实情况下会发生什么,一旦你知道如何使用查尔斯定律解决问题,你就可以做出预测,甚至开始计划新的发明。以下是查尔斯定律发挥作用的几个例子:
查尔斯定律只是你们可能遇到的理想气体定律的特例之一。每项法律都以制定者的名字命名。知道如何区分气体定律并能举出每个定律的例子是很好的。
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