Charles’ Law är en experimentell gaslag som beskriver hur gaser tenderar att expandera vid uppvärmning.

lagen säger att om en mängd gas hålls vid ett konstant tryck, finns det ett direkt samband mellan dess volym och temperaturen, mätt i grader Kelvin.

Tänk på det här sättet. När temperaturen ökar börjar molekylerna i en given gas att röra sig snabbare. När molekylerna rör sig snabbare kolliderar de med varandra och behållarens väggar oftare och med mer kraft. Om gasbehållaren är oflexibel kommer dessa mer frekventa och kraftfulla kollisioner att resultera i ökat tryck. Men om behållaren är flexibel, som en ballong, kommer trycket att förbli detsamma, samtidigt som gasvolymen ökar.

Charles ’ Law-apparat kan användas för att demonstrera denna termiska expansion av gaser. Medan ett klassrumsexperiment kommer att bevisa den formella teorin finns det många exempel på lagen i handling i vardagen, vilket kan bidra till att bädda in elevernas förståelse.

förstå vetenskapen genom att överväga några av dessa verkliga tillämpningar av Charles lag.

se vad som händer med en heliumballong på en kall dag.

gå ut med en heliumballong på en kylig dag och chansen är att ballongen kommer att smula. När du väl kommer tillbaka i det varma kommer ballongen dock att återgå till sin ursprungliga form. I enlighet med Charles lag beror detta på att en gas, i detta fall helium, tar upp mer utrymme när det är varmt.

vad sägs om en luftballong?

en fackla används för att värma luftmolekylerna inuti ballongen. Molekylerna rör sig snabbare och sprids i rymden. Gasen inuti ballongen tar upp mer utrymme och blir mindre tät än luften som omger den. Som sådan stiger den heta luften inuti ballongen på grund av dess minskade densitet och får ballongen att flyta.

prova en kalkon timer.

Pop-up Turkiet termometrar fungerar genom att tillämpa Charles ’ lag. Termometern placeras i kalkon. När temperaturen stiger och kalkon kokar, expanderar luften i termometern för att poppa kolven. Termometern är kalibrerad så att när den korrekta inre temperaturen uppnås, dyker termometerlocket av, vilket ger en tydlig indikation på att kalkon är klar.

pumpa upp din ping pong boll.

om du spelar ping pong är chansen att du har stött på den ibland bucklade bollen. Återställ dess rundhet genom att poppa den i en vattenpanna. Värm vattnet försiktigt under omrörning och luften inuti bollen expanderar när den värms upp. Den expanderande luften kommer att trycka ut munstycket och återställa bollens rundhet.

ta en titt på däcktrycket.

ta ett tips från din manual och mät trycket på bilens däck när de är kalla. Körning värmer upp däcken och får därmed luften i dem att expandera. Som sådan, om du mäter luften när däcken är varma, blir trycket högre. Du kan dubbelkolla att du inte har överfyllt dina däck genom att kontrollera dem när de har svalnat.

för ett brett utbud av labbutrustning och förnödenheter för att hjälpa till att förstå vetenskapens lagar, kontakta Edulabs vänliga team idag.