Bij constante druk is het volume van een gegeven massa van een ideaal gas recht evenredig met zijn absolute temperatuur.

Dit is wat dat in eenvoudiger termen betekent:

* Directe evenredigheid: Wanneer de temperatuur van een gas toeneemt, neemt het volume evenredig toe. Evenzo neemt het volume evenredig af wanneer de temperatuur daalt.

* absolute temperatuur: We hebben het over temperatuur gemeten in Kelvin (K). Kelvin begint bij absolute nul, het punt waar alle moleculaire beweging stopt. Gebruik de formule van Celsius (° C) naar Kelvin (K):K =° C + 273.15

* constante druk: Deze wet is alleen van toepassing als de druk van het gas constant blijft.

Hoe het werkt:

Stel je een ballon voor gevuld met lucht. De luchtmoleculen binnenin bewegen constant en botsen met de muren van de ballon, waardoor druk ontstaat. Terwijl je de ballon verwarmt, bewegen de luchtmoleculen sneller. Ze botsen vaker met de ballonwanden en met een grotere kracht. Deze verhoogde kracht breidt de ballon uit, waardoor het volume wordt vergroot.

Wiskundige weergave:

De wet van Charles kan wiskundig worden uitgedrukt als:

V₁/t₁ =v₂/t₂

Waar:

* V₁ is het eerste volume

* T₁ is de begintemperatuur in Kelvin

* V₂ is het laatste deel

* T₂ is de eindtemperatuur in Kelvin

Voorbeeld:

Laten we zeggen dat je een ballon hebt met een volume van 1 liter bij een temperatuur van 20 ° C (293,15 K). Je verwarmt de ballon tot 40 ° C (313,15 K). Wat is het nieuwe volume?

Gebruik van de wet van Charles:

1 L / 293.15 K =V₂ / 313.15 K

Oplossen voor V₂, krijgen we:

V₂ ≈ 1.07 l

Het volume van de ballon neemt dus toe tot ongeveer 1,07 liter wanneer de temperatuur toeneemt van 20 ° C tot 40 ° C.

Belangrijke opmerking:

De wet van Charles is een ideale gaswet en is van toepassing op ideale gassen. Echte gassen kunnen van dit gedrag afwijken bij zeer hoge druk of lage temperaturen.