عضویت العربیة English
امام علی علیه‌السلام: برترین جهاد آن است که انسان روز خود را آغاز کند در حالى که در اندیشه ستم کردن به احدى نباشد. من لا یحضر الفقیه، ح 5762

قانون شارل - گیلوساک

قانون شارل - گیلوساک
جمعه 29 بهمن 1389  07:14 ب.ظ

قانون شارل - گیلوساک

قانون شارل - گیلوساک

 

شارل این قانون را درسال 1787 با دادن رابطه ای بین حجم و فشار یک گاز فرمول بندی کرد.

این قانون بیان می کند که در فشار ثابت، حجم جرم معینی از گاز توسط 273/1 حجمش در دمای صفر درجه سانتی گراد برای هر یک درجه افت و خیز ، کاهش و یا افزایش می یابد. برای هر یک درجه افزایش در دما می باشد :

 

قانون شارل - گیلوساک

بنابراین، حجم کل در دمای t به صورت زیر در نظر گرفته می شود :

 

قانون شارل - گیلوساک

و یا به شکل ساده تر :

 

قانون شارل - گیلوساک

نموداری را می توان رسم کرد که در آن حجم در طول محور y و دما در طول محور x باشد و این نمودار، خطی راست را با عرض از مبدأ در نقطه ای روی محور y نشان می دهد:

 

قانون شارل - گیلوساک

 

زما نی که این خط را به سمت دماهای پایین تر برون یابی کنیم، این خط محور x  را در جایی قطع خواهد کرد که به آن ، حجم در دمای صفر درجه سانتی گراد می گویند.

 

قانون شارل - گیلوساک

 

شکل 1- نمودار حجم در مقابل دما (تحت شرایط فشار ثابت)

 

دمایی که در آن حجم گاز صفر می شود دمای 273- درجه سانتی گراد است که مستقل از ماهیت و فشار گاز می باشد. پایین ترین دمایی که زیرآن حجمی وجود ندارد( منفی)، دمای صفر مطلق نامیده می شود و نیز اندازه گیری های دما بر اساس دمای صفر مطلق به عنوان مقیاس دمای مطلق یا مقیاس دمای کلوین شناخته می شود.

در نتیجه قانون شارل را با توجه به مطالب مزبور می توان به شکل زیر فرموله کرد:

 

قانون شارل - گیلوساک

که در این جا 273+T = t  نشان دهنده دما بر حسب کلوین و 273 = T0 می باشد.

 

قانون شارل - گیلوساک

بنابراین V / T ثابت می باشد.

رابطه بالا ممکن است به شکل زیر نوشته شود:

قانون شارل - گیلوساک

در نتیجه حجم جرم معینی از گاز به طور مستقیم با دمای مطلق گاز در فشار ثابت متناسب است. اگر V1 حجم جرم مشخصی از گاز در دمای T1 و V2 حجم همان جرم از همان گاز در دمای T2 در فشار ثابت باشد، بنابراین می توان نوشت :

قانون شارل - گیلوساک

صحت قانون شارل را می توان با اندازه گیری حجم هایی از یک جرم معین ازگازی در دماهای مختلف در شرایط فشار ثابت تعیین کرد. در این بررسی ها در تمام مراحل  مقدار V / T به صورت ثابت باقی می ماند.

نمودار به دست آمده از نسبت حجم - دما در مقابل فشارهای مختلف، منحنی های هم فشار نامیده می شود. شارل همچنین ماهیت توسعه یافته ی گازهایی را با چگالی پایین توصیف کرد.

 

مسئله :

یک نمونه از گاز هلیوم دارای حجم 520cm3  در دمای 100 درجه سانتی گراد می باشد. دمایی که در آن حجم گاز به 260cm3 می رسد را محاسبه کنید؟ فرض کنین که فشار ثابت است.

 

راه حل:

قانون شارل - گیلوساک

 

جهت یادگیری بیشتر می توانید آزمایش زیر را انجام دهید.

 

دستورالعمل :

دانش آموزان می توانند با جابه جایی کلید بر روی خط آبی رنگ، دمای مورد نظر خود را برحسب کلوین با استفاده از ماوس انتخاب کنند. بعد از رها کردن ماوس به صورت اتوماتیک، نموداری با توجه به داده ها رسم می گردد که درآن حجم برحسب دما گزارش شده است. (ارتباط خطی و مستقیم)

با کلیک بر روی show data table می توانید جدول داده ها و نمودار را مشاهده نمایید. در آخر با کلیک بر روی close می توانید به ابتدای آزمایش باز گردید.

 

 

تهیه و تنظیم: طیبه موسیوند

گروه مدرسه اینترنتی سایت تبیان

hossein3010

hossein3010
کاربر نقره ای
تاریخ عضویت : خرداد 1389 
تعداد پست ها : 1946
محل سکونت : تهران
دسترسی سریع به انجمن ها