Prawo Charles’a

Prawo Charles’a (Charles’a prawo objętości)Szablon:R – termodynamiczne równanie stanu gazu.

Treść prawa:

Ciśnienie gazu $p$ w stałej objętości zwiększa się o stały ułamek ciśnienia tego gazu zmierzonego w temperaturze 0 °C przy wzroście temperatury o 1 °CSzablon:R:

$p=p_0(1+\frac{t}{273})$

lub

$p\sim T,$

gdzie:

$p$ – ciśnienie gazu,

$p_0$ – ciśnienie gazu w temperaturze 0 °C,

$T$ – temperatura bezwzględna,

$t/{}^{\circ }\text{C}=T/\text{<mi fromhbox="1">K</mi>}-273,15$ – temperatura w skali Celsjusza.

Prawo to zostało sformułowane przez francuskiego fizyka Jacques’a Charles’a. Podobne prawo dla objętości gazu jest efektem doświadczeń zapoczątkowanych przez Charles’a w 1787 r., sformułowane zostało prawidłowo w 1802 r. przez Josepha Gay-Lussaca i jest obecnie znane jako prawo Gay-LussacaSzablon:R.

Prawo Charles’a było wykorzystane wraz z innymi prawami gazowymi do sformułowania najbardziej ogólnego równania stanu gazu doskonałego, zwanego równaniem Clapeyrona. Z równania Clapeyrona otrzymuje się od razu:

$p=\frac{n}{V}RT,$

$p=(c_{n}R)T,$

gdzie:

$n$ – ilość moli gazu (liczność),

$V$ – objętość,

$R$ – stała gazowa,

$c_n=n/V$ – koncentracja molowa gazu.

Prawo Charles’a jest spełniane w pełni jedynie przez gaz doskonałySzablon:R, natomiast przez gazy rzeczywiste jedynie w przybliżeniu. Dla dostatecznie niskich ciśnień jest spełniane nawet dla par cieczy.