Hoe om Charles se wet te demonstreer

Charles se wet bepaal dat die volume van `n ideale gas verander proporsioneel tot die temperatuur van daardie gas, solank as wat die druk en die hoeveelheid gas teenwoordig konstant gehou word. Die vergelyking van Charles se wet kan uitgedruk word in die vorm V₁

conținut

Stappe
Metode 1demonstreer charles se wet met `n opgeblase ballon
Metode 2demonstreer charles se wet deur `n aardbol uit te brei en te kontrakteer
Metode 3demonstreer charles se wet wiskundig
Wenke
Waarskuwings
Dinge wat jy nodig het
Demonstreer charles se wet met `n opgeblase ballon
Demonstreer charles se wet deur `n aardbol uit te brei en te kontrakteer

/ T₁= V₂/ T₂. Met ander woorde, as jy `n ballon met lug invul, sal dit krimp (die volume sal afneem) as jy dit afkoel en dit sal uitbrei (meer volume beset) as jy dit verhit. Dit is omdat die lug in die ballon, wat `n gas is, `n kleiner volume besit wanneer dit koud is en `n groter volume wanneer dit warm is.

stappe

Metode 1
Demonstreer Charles se wet met `n opgeblase ballon

Prent getiteld Charles Demonstrate`s Law Step 1

Voeg warm water in `n beker of ander soortgelyke houer. Jy moet kamer verlaat om ook `n ballon in die houer te sit. In die algemeen is 100 ml water in `n 1000 ml (1 L) beker voldoende. Wees versigtig om nie warm water te spat nie, want jy kan jouself seermaak of `n ander persoon seermaak.

Prent getiteld Charles Demonstrate`s Law Step 2

Vul `n ballon met lug. Blaas die ballon met jou mond of gebruik `n lugpomp om dit te vul. Moenie die ballon te veel vul nie: jy moet ruimte vir die gas in dit uitlaat om uit te brei. Dit is beter om `n partytjieballon te gebruik as `n waterballon. Hierdie tipe ballon loop minder risiko om te ontplof. As jy die ballon in die houer gaan sit, wees versigtig om nie soveel op te blaas dat dit dan nie deur die opening van die houer pas nie.

Prent getiteld Charles Demonstrate`s Law Step 3

Plaas `n tou rondom die grootste deel van die wêreld. Om die ballon met `n tou omring, kan jy presies weet hoe groot die ballon is aan die begin. Merk of sny die tou in die wydste deel van die wêreld. Verwyder dit dan uit die ballon en meet dit met `n liniaal. Daardie meting is die oorspronklike omtrek van die wêreld. Later, wanneer die lug opwarm, kan jy dit vergelyk met die grootte van die ballon.

Prent getiteld Charles Demonstrate`s Law Step 4

Plaas die ballon in die houer. Dit sal jou toelaat om die water te verhit om die warm lug in die ballon oor te dra. As die ballon nie in die houer pas nie, is dit `n ander opsie om dit bo-op die houer te plaas. Die hitte-oordrag sal minder doeltreffend wees, maar dit sal ook dieselfde effek op die aardbol lewer.

Prent getiteld Charles Demonstrate`s Law Step 5

Let op hoe die ballon groei. Die toename in temperatuur sal die lug dwing om sy grootte te verhoog en daarom sal die ballon uiteindelik uitbrei. Dit sal lyk of die ballon groei of meer in die houer opblaas. Gebruik `n ander tou om die omtrek van die ballon te meet wanneer dit verhit word. Nou kan jy daardie meting vergelyk met die oorspronklike meting van die ballon.

Moenie die ballon te veel laat uitbrei nie, want dit kan ontplof.

Prent getiteld Charles Demonstrate`s Law Step 6

Tik die ballon in die vrieskas. Noudat jy die ballon verhit en uitgebrei het, sal jy sien dat wanneer dit van die hitte wegbeweeg word, dit sal deflateer. Om hierdie effek te kan waarneem, moet jy die ballon uit die hittebron (die houer van kookwater) verwyder en dit na `n koue omgewing neem. Jy moet die ballon in die vrieskas vir minstens `n paar uur voor dit verwyder word.

Prent getiteld Charles Demonstrate`s Law Step 7

Let op die grootte van die ballon. Wanneer jy die ballon uit die vrieskas verwyder, meet die omtrek onmiddellik met `n ander tou. Op hierdie manier kan jy dit vergelyk met die eerste twee maatreëls. Nie net sal dit kleiner wees as wanneer dit in die warm houer was nie, maar dit sal kleiner wees as wanneer jy dit net opgeblaas het. Dit is omdat jy die hitte van die gas wat in die ballon was, verwyder het, wat die gas (en dus ook die ballon) veroorsaak het om die volume te verminder.

Metode 2
Demonstreer Charles se wet deur `n aardbol uit te brei en te kontrakteer

Prent getiteld Charles Demonstrate`s Law Step 8

Plaas `n klein hoeveelheid water in `n Erlenmeyer-fles. Dit is nie nodig om die fles te vul nie. Hoe minder water jy byvoeg, hoe vinniger sal die water kook. Maak egter seker dat jy genoeg water byvoeg sodat dit nie te vinnig kook nie en uiteindelik verdamp. Ongeveer 75 ml sal genoeg wees.

Prent getiteld Charles Demonstrate`s Law Step 9

Plaas die fles op `n warm plaat of op `n brander. Dit sal die bron van hitte wees waarmee jy die water sal verhit. Maak seker dat jy dit verhit tot by die kookpunt. Dit sal veroorsaak dat die lug na die top van die fles uitbrei en ook die waterdamp genereer waarmee jy die ballon sal vul.

Prent getiteld Charles Demonstrate`s Law Step 10

Plaas die oop punt van `n ballon oor die mond van die fles. Onthou dat die fles opwarm. Dit is beter om handskoene te gebruik om die hande te verbrand terwyl jy die ballon oor die mond van die fles plaas. Maak seker dat jy die ballon genoeg in die nek van die fles laat sak sodat die ballon nie maklik uitkom nie.

Dit kan makliker en veiliger wees om die ballon in die fles te plaas voordat die water verhit word.

Prent getiteld Charles Demonstrate`s Law Step 11

Kyk hoe die ballon uitbrei. As jy die ballon oor die bokant van die fles versit, sal dit verseël word en sal jy net die lug binne die ballon laat uitbrei. Hierdie uitbreiding van lug binne die ballon sal veroorsaak dat die ballon ook uitbrei. Moenie toelaat dat die ballon soveel groei dat dit uiteindelik ontplof nie!

Prent getiteld Charles Demonstrate`s Law Step 12

Draai nou die kolf na `n houer met ys. Neem `n houer en plaas water en ys daarin. Dit is die maklikste en vinnigste manier om die inhoud van die fles af te koel. Gebruik handskoene om die fles van die hittebron na die yskas te skuif.

Prent getiteld Charles Demonstrate`s Law Step 13

Let op die suig-effek wat in die ballon voorkom. Die vinnige verkoeling van die fles en die ballon verminder die volume van die gas. Soos die volume van die gas afneem, sal die volume van die ballon ook daal, en daarom sal dit krimp. Aangesien die gas verder afkoel en verder kontrakteer, sal die volume van die gas so verminder word dat die druk wat buite die ballon voorkom, die fles sal laat die ballon heeltemal suig.

Metode 3
Demonstreer Charles se wet wiskundig

Prent getiteld Charles Demonstrate`s Law Step 14

Neem in ag die eienskappe van die ideale gas wat in hierdie proses betrokke raak. Jacques Charles het (en so ook Joseph Gay-Lussac later gedoen) dat die temperatuur van `n gas direk verband hou met die volume wanneer die druk en massa van die gas konstant bly. Dit beteken dat vir `n gegewe gas die volume van die gas gedeel deur die temperatuur van daardie gas dieselfde getal vir enige kombinasie van volume en temperatuur lewer.

Prent getiteld Charles Demonstrate`s Law Step 15

Maak seker dat jy die regte eenhede gebruik. Die volume moet in liter gemeet word. Die temperatuur moet in Kelvin gemeet word. As die waardes uitgedruk word in verskillende eenhede, gebruik die dimensionele analise-eienskappe om dit na die ooreenstemmende eenhede te omskep voordat u verder gaan. Andersins sal die berekeninge wat u maak nie korrek wees nie.

Prent getiteld Charles Demonstrate`s Law Step 16

Gebruik die konstante k om die vergelyking te bou. Die aanvanklike volume van die gas (V₁) gedeel deur die aanvanklike temperatuur van die gas (T₁) is gelyk aan `n konstante, k. As die volume of temperatuur van die gas verander, sal beide waardes verander sodat die nuwe volume (V₂) gedeel deur die nuwe temperatuur (V₂) bly dieselfde konstant k. as V₁/ T₁= k en V₂/ T₂= k, dan V₁/ T₁= V₂/ T₂.

Prent getiteld Charles Demonstrate`s Law Step 17

Los die vergelyking op om die onbekende veranderlike te vind. Wanneer hulle jou `n probleem oplos om hulle op te los, sal hulle u van die metings voorsien en hulle sal u vra om die onbekende veranderlike van die vergelyking te bereken. Ondersoek die probleem om te sien wat die gegewe waardes is en vervang dit in die ooreenstemmende gedeelte van die vergelyking. Sodra u al die bekende waardes in die vergelyking het, herbestem dit net om die onbekende veranderlike alleen te laat en los dit dan op deur rekenkundige bewerkings toe te pas. Op dié manier sal jy Charles se wet gebruik om die probleem op te los.

wenke

Probeer `n koue ballon met warm kraanwater verhit en kyk of dit uitbrei.
Gebruik partyballonne in plaas van waterballonne. Waterballonne is ontwerp om makliker te ontplof.
In plaas van `n ballon, kan jy `n kurk en `n spuit op die top van die fles gebruik. Soos die lug vergroot of kontrakteer, sal die plunjer van die spuit op of af beweeg. Dit is `n goeie metode om in die laboratorium te gebruik, aangesien dit die verandering in die volume met groter akkuraatheid kan meet.
In plaas daarvan om `n tou te gebruik om die omtrek van die ballon te meet, kan jy `n maatband gebruik.
Hou in gedagte dat, as jy die metode gebruik "Demonstreer Charles se wet deur `n aardbol uit te brei en te kontrakteer", sal dit moeilik wees om die omtrek van die aardbol te meet. Hierdie metode dien as `n visuele demonstrasie.

waarskuwings

Wees versigtig om nie die ballon te laat uit te brei nie, anders kan jy dit opblaas.
As jy kookwater gebruik, moet jy baie versigtig wees, want jy kan jouself maklik verbrand.