Charlesin laki on kokeellinen kaasulaki, joka kuvaa, miten kaasuilla on taipumus laajentua kuumennettaessa.

laissa todetaan, että jos jokin kaasumäärä pysyy vakiopaineessa, sen tilavuudella ja lämpötilalla on suora suhde mitattuna Kelvinasteina.

ajattele asiaa näin. Lämpötilan noustessa minkä tahansa kaasun molekyylit alkavat liikkua nopeammin. Kun molekyylit liikkuvat nopeammin, ne törmäävät toisiinsa ja säiliönsä seinämiin useammin ja voimakkaammin. Jos kaasusäiliö on joustamaton, nämä tiheämmät ja voimakkaammat törmäykset lisäävät painetta. Jos säiliö on kuitenkin joustava, kuten ilmapallo, paine pysyy samana ja samalla kaasun tilavuus kasvaa.

Kaarlen Lakikoneistolla voidaan osoittaa tämä kaasujen lämpölaajeneminen. Vaikka luokkahuoneessa kokeilu todistaa muodollisen teorian, on olemassa lukuisia esimerkkejä lain toiminnassa jokapäiväisessä elämässä, joka voi auttaa upottaa opiskelijoiden ymmärrystä.

tee järkeä tieteeseen tarkastelemalla joitakin näistä Kaarlen lain tosielämän sovellutuksista.

katso videolta, mitä heliumpallolle tapahtuu kylmänä päivänä.

astu helium-ilmapallon kanssa ulos koleana päivänä ja on todennäköistä, että ilmapallo murenee. Kun pääset takaisin lämpimään, ilmapallo palaa kuitenkin alkuperäiseen muotoonsa. Kaarlen lain mukaan tämä johtuu siitä, että kaasu, tässä tapauksessa helium, vie enemmän tilaa ollessaan lämmin.

miten olisi kuumailmapallo?

soihtua käytetään kuumailmapallon sisällä olevien ilmamolekyylien lämmittämiseen. Molekyylit liikkuvat nopeammin ja hajoavat tilassa. Kuumailmapallon sisällä oleva kaasu vie enemmän tilaa, jolloin siitä tulee vähemmän tiheää kuin sitä ympäröivä ilma. Tällöin kuumailmapallon sisällä oleva kuuma ilma nousee, koska sen tiheys on pienentynyt ja saa pallon kellumaan.

kokeile kalkkunan ajastinta.

Pop-up kalkkunalämpömittarit toimivat Kaarlen lakia soveltaen. Lämpömittari asetetaan kalkkunaan. Lämpötilan noustessa ja kalkkunan kypsyessä lämpömittarin ilma laajenee poksauttamaan mäntää. Lämpömittari on kalibroitu niin, että kun oikea sisälämpötila on saavutettu, lämpömittarin korkki poksahtaa irti, mikä osoittaa selvästi, että kalkkuna on tehty.

Pump up your pingispallo.

Jos pelaat pingistä, on todennäköistä, että olet törmännyt joskus lommoilla olevaan palloon. Palauta sen pyöreys poppaamalla se pannulla vettä. Lämmitä vettä varovasti sekoittaen ja ilma pallon sisällä laajenee sen lämmetessä. Laajeneva ilma työntää lommon ulos ja palauttaa pallon pyöreyden.

Tarkista rengaspaineet.

ota ohjekirjasta vinkki ja mittaa autosi renkaiden ilmanpaineet, kun ne ovat kylmät. Ajaminen kuumentaa renkaita ja saa siten sisäilman laajenemaan. Sellaisenaan, jos mitataan ilmaa, kun renkaat ovat lämpimiä, paine on suurempi. Voit tuplasti tarkistaa, ettet ole täyttänyt renkaitasi liikaa tarkistamalla ne, kun ne ovat jäähtyneet.

saadaksesi laajan valikoiman laboratoriolaitteita ja-tarvikkeita, jotka auttavat ymmärtämään tieteen lakeja, ota yhteyttä edulabin ystävälliseen tiimiin tänään.