A presión constante, el volumen de una masa dada de un gas ideal es directamente proporcional a su temperatura absoluta.
Esto es lo que eso significa en términos más simples:
* proporcionalidad directa: Cuando la temperatura de un gas aumenta, su volumen aumenta proporcionalmente. Del mismo modo, cuando la temperatura disminuye, el volumen disminuye proporcionalmente.
* Temperatura absoluta: Estamos hablando de la temperatura medida en Kelvin (K). Kelvin comienza en Absolute Zero, el punto donde se detiene todo el movimiento molecular. Para convertir de Celsius (° C) a Kelvin (k), use la fórmula:k =° C + 273.15
* Presión constante: Esta ley solo se aplica si la presión del gas permanece constante.
Cómo funciona:
Imagina un globo lleno de aire. Las moléculas de aire en el interior se mueven constantemente y chocan con las paredes del globo, creando presión. A medida que calienta el globo, las moléculas de aire se mueven más rápido. Chocan con las paredes del globo con más frecuencia y con mayor fuerza. Esta mayor fuerza expande el globo, aumentando su volumen.
Representación matemática:
La ley de Charles se puede expresar matemáticamente como:
V₁/T₁ =V₂/T₂
Dónde:
* V₁ es el volumen inicial
* T₁ es la temperatura inicial en Kelvin
* V₂ es el volumen final
* T₂ es la temperatura final en Kelvin
Ejemplo:
Digamos que tiene un globo con un volumen de 1 litro a una temperatura de 20 ° C (293.15 K). Calienta el globo a 40 ° C (313.15 K). ¿Cuál es el nuevo volumen?
Usando la ley de Charles:
1 L / 293.15 K =V₂ / 313.15 K
Resolviendo el V₂, obtenemos:
V₂ ≈ 1.07 L
Entonces, el volumen del globo aumenta a aproximadamente 1.07 litros cuando la temperatura aumenta de 20 ° C a 40 ° C.
Nota importante:
La ley de Charles es una ley de gas ideal y se aplica a los gases ideales. Los gases reales pueden desviarse de este comportamiento a presiones muy altas o bajas temperaturas.
