A lei de Charles é uma lei de gás relaciona volume com temperatura. A lei tem o nome de Jacques Charles, que foi um inventor e cientista francês. Ele descobriu através da sua experiência que o volume de um gás aumenta linearmente com um aumento da temperatura. Embora a descoberta da lei remonte ao final do século XVII, podemos ver as suas aplicações e exemplos nas nossas actividades diárias. Aqui estão alguns exemplos reais da lei.
Balão de ar quente
Um balão de ar é um exemplo clássico da lei de Charles. Na verdade, o próprio Charles foi um balonista e foi um dos poucos que pilotou o primeiro balão de hidrogênio no Champ de Mars em Paris.
>
>
O princípio de funcionamento de um balão de ar é simples. Ele consiste de um saco ou envelope, um cesto para transportar passageiros e uma fonte de combustível como o propano. Na ignição do combustível, o ar dentro do envelope aquece. Este ar quente expande-se, de acordo com a lei de Charles. À medida que a temperatura do ar aumenta, o volume do ar também aumenta e, consequentemente, a densidade diminui. Isto torna o envelope mais leve do que o ar atmosférico que o envolve. A força flutuante empurra o envelope mais leve para cima no ar, e ele voa.
Pulmões humanos
Os pulmões humanos são órgãos esponjosos cheios de ar que desempenham um papel importante na respiração. O ar entra quando os pulmões se expandem e sai quando se contraem.
>
Em invernos, a temperatura do ar diminui. Como consequência, a temperatura do ar no interior do corpo também diminui. De acordo com a lei de Charles, o volume é diretamente proporcional à temperatura. Portanto, o volume do ar diminui com a temperatura. Ele encolhe os pulmões e actividades físicas como o jogging torna-se difícil nos dias gelados de Inverno.
Bóia de piscina
Como uma criança pequena, todos nós usamos uma bóia de piscina durante as aulas de natação. Os flutuadores da piscina são cheios de ar que os torna muito menos densos que a água.
>
>
Quando a água é mais fria que o ar. O ar nos flutuadores de natação encolhe devido a uma diminuição da temperatura do ar no interior das bóias. O fenómeno inverso é observado durante os dias quentes de Verão, quando a água está muito mais quente. Em um clima quente, a temperatura do ar dentro das bóias de natação aumenta, e elas ficam infladas demais.
Bolas de ping-pong
Ping-pong ou tênis de mesa é um esporte internacional famoso na China, Áustria, Bielorrússia, Alemanha, e Hong Kong, para citar apenas alguns.
Um problema comum com as bolas de pingue-pongue é que elas podem ficar amassadas quando expostas a um golpe forte ou pressão. Um método comum para fixar esta bola amassada é imergir a bola em água morna. Na imersão, a temperatura do ar dentro da bola aumenta, e de acordo com a lei de Charles, o ar se expande. A bola é inflada e as mossas são fixas.
Pneus
Pneus de veículos intocados são esvaziados durante os dias gelados de inverno enquanto são inflados nos dias quentes de verão. Este comportamento incomum é por causa da lei de Charles. No inverno, devido às baixas temperaturas, o ar dentro de um pneu fica mais frio, e eles encolhem. Enquanto nos dias quentes, o ar se expande com a temperatura.
>
Balão de hélio
>
Pneus semelhantes, os balões de hélio também experimentam expansão e contração com a mudança da temperatura ao redor. Se você tirar um balão num dia de neve, ele se desmorona. Quando o mesmo balão é levado de volta para uma sala quente, ele recupera sua forma original.
Baking
Vemos a lei de Charles também em nossas cozinhas. Os nossos deliciosos produtos de padaria como pão, bolos não seriam esponjosos e macios sem levedura. A levedura é um fermento que pertence aos fungos. Converte os açúcares da massa em gás carbónico. Quando o pão e os bolos são cozidos, esta conversão é acelerada. O gás libertador expande-se por causa das altas temperaturas no forno. Esta expansão dá ao pão e aos bolos um aspecto esponjoso.
Artigos associados
>
- >
- A lei de Charles
- A equação da lei de Charles
- Gráficos da lei de Charles