Tekst źródłowy strony Prawo Charles'a

[[Prawo Boyle'a]] wiąże ciśnienie z objętością, nie bierze jednak pod uwagę trzeciego czynnika: temperatury. Wpływ temperatury na zachowanie gazów opracował francuski naukowiec Jacques Charles (wiele jego prac zostało opublikowanych później przez jego kolegę Josepha Gay-Lussac'a). Podczas swych eksperymentów Charles zauważył, że jeżeli ciśnienie gazu pozostaje stałe, to wraz ze wzrostem temperatury rośnie jego objętość. 

== Definicja ==

;Na podstawie tego sformułował prawo: ze zmianą temperatury objętość gazu zmienia się proporcjonalnie (to samo dotyczy ciśnienia przy ustalonej objętości). 

Można tu zapamiętać przybliżoną regułę, że z każdym 1<sup>o</sup>C ciśnienie w butli zmienia się o ok. 0.6 bara. Dla dokładnych obliczeń stosujemy prawo Charlesa w zapisie matematycznym: 

 P * V / T =K, gdzie K jest stałe, T jest wyrażone w kelwinach. 

Widać podobieństwo w zapisie prawa Boyle'a i prawa Charlesa. 

Prawo to często zapisuje się w formie proporcji: 

P<sub>1</sub>*V<sub>1</sub> / T<sub>1</sub>=P<sub>2</sub>*V<sub>2</sub>/T<sub>1</sub>


Poniżej przedstawione są przykłady wykorzystanie tego prawa: 

=== Przykład 1 ===

12 litrowa butla podgrzała się podczas napełniania do 52<sup>o</sup>C . Butla ma być użyta w wodzie o temp 7<sup>o</sup>C. Ciśnienie w butli po wejściu do wody obliczamy następująco: 

 P<sub>1</sub>=200bar +1bar ( atmosfera) =201bar 
 V<sub>1</sub>=V<sub>2</sub>=12l ( objętość butli nie zmienia się) 
 T<sub>1</sub>=52<sup>o</sup>C=52+273K=325K 
 T<sub>2</sub>=7<sup>o</sup>C=7+273K=280K 
'''Bardzo ważne jest, aby wyrażać temperaturę w kelwinach !!!'''
 P<sub>1</sub>*V<sub>1</sub>/T<sub>1</sub>=P<sub>2</sub>*V<sub>2</sub>/T<sub>2</sub> 
 => P<sub>1</sub>/T<sub>1</sub>=P<sub>2</sub>/T<sub>2</sub> (objętości są te same) 
 P<sub>2</sub>=P<sub>1</sub>/T<sub>1</sub>*T<sub>2</sub>=201bar/325K*280K=173 bar absolutnego ciśnienia. 

Manometr wskaże ciśnienie względne czyli 173-1=172 bar 

=== Przykład 2 ===

[[Sprężarka|Sprężarka]] ma wydajność 500 l /min. Temperatura na powierzchni wynosi 29<sup>o</sup>C . Nurek będzie pracował na głębokości 55m w temperaturze 5<sup>o</sup>C . Jak oszacować ile powietrza dostarczy kompresor na podaną głębokość? 

 P<sub>1</sub>=1bar, V<sub>1</sub>=500l, 
 T<sub>1</sub>=302K 
 P<sub>2</sub>=6.5 bar (ciśnienie absolutne) 
 T<sub>2</sub>=278 K 
 V<sub>2</sub> - niewiadoma 

Mamy więc: 

 P<sub>1</sub> V<sub>1</sub>/T<sub>1</sub>=P<sub>2</sub> V<sub>2</sub>/T<sub>2</sub> 
 => V<sub>2</sub>=P<sub>1</sub> V<sub>1</sub>/T<sub>1</sub>*T<sub>2</sub>/P<sub>2</sub>

 V<sub>2</sub>=1 bar*500l/302K*278K/6.5 bar=70.81 litrów 

Taką wydajność będzie mieć na głębokości 55m powierzchniowy kompresor.

[[Kategoria:Gazy]]