Charles lag är en gaslag som relaterar volym till temperatur. Lagen är uppkallad efter Jacques Charles, som var en fransk uppfinnare och vetenskapsman. Han upptäckte genom sitt experiment att volymen av en gas ökar linjärt med ökad temperatur. Även om upptäckten av lagen går tillbaka till slutet av 1700-talet kan vi se dess tillämpningar och exempel i vår dagliga verksamhet. Här är några verkliga exempel på lagen.
Hot air balloon
En luftballong är ett klassiskt exempel på Charles lag. Charles var faktiskt själv ballongförare och var en av de få som flög den första vätgasballongen på Champ de Mars i Paris.
Funktionsprincipen för en luftballong är enkel. Den består av en väska eller ett kuvert, en korg för att transportera passagerare och en bränslekälla som propan. När bränslet antänds värms luften i kuvertet upp. Denna varma luft expanderar enligt Charles lag. När luftens temperatur ökar, ökar också luftens volym och följaktligen minskar densiteten. Detta gör kuvertet lättare än den atmosfäriska luft som omger det. Flytkraften trycker upp det lättare kuvertet i luften och det flyger.
Människans lungor
Människans lungor är svampiga luftfyllda organ som spelar en viktig roll i andningen. Luften strömmar in när lungorna expanderar och strömmar ut när de drar ihop sig.
Under vintern sjunker luftens temperatur. Som en följd av detta sjunker också luftens temperatur inne i kroppen. Enligt Charles’ lag anger volymen att den är direkt proportionell mot temperaturen. Därför minskar luftens volym med temperaturen. Det krymper lungorna och fysiska aktiviteter som jogging blir svåra under iskalla vinterdagar.
Poolflottare
Som småbarn har vi alla använt en poolflottare under simundervisningen. Poolflottare är fyllda med luft som gör dem mycket mindre täta än vatten.
När vatten är kallare än luft. Luften i simfloaten krymper på grund av att temperaturen på luften i floaten sjunker. Det omvända fenomenet observeras under varma sommardagar när vattnet är mycket varmare. I ett varmt klimat ökar temperaturen på luften inuti simflottarna och de blir överuppblåsta.
Pingpongbollar
Pingpong eller bordtennis är en internationell sport som är berömd i Kina, Österrike, Vitryssland, Tyskland och Hongkong, för att nämna några länder.
Ett vanligt problem med pingisbollar är att de kan få en buckla när de utsätts för ett kraftigt slag eller tryck. En vanlig metod för att åtgärda en bucklig boll är att lägga bollen i varmt vatten. Vid nedsänkning ökar temperaturen på luften i bollen och enligt Charles lag expanderar luften. Bollen blåses upp och bucklor åtgärdas.
Däck
Däck från orörda fordon töms på luft under iskalla vinterdagar medan de blåses upp under varma sommardagar. Detta ovanliga beteende beror på Charles lag. På vintern blir luften i däcken kallare på grund av de låga temperaturerna och de krymper. Medan luften under varma dagar expanderar med temperaturen.
Heliumballong
Liksom däck upplever även heliumballonger expansion och sammandragning vid förändringar i omgivningens temperatur. Om du tar ut en ballong på en snöig dag smulas den sönder. När samma ballong tas tillbaka till ett varmt rum återfår den sin ursprungliga form.
Bakning
Vi kan se Charles lag även i våra kök. Våra läckra bakverk som bröd och kakor skulle inte vara svampiga och mjuka utan jäst. Jäst är ett jästmedel som tillhör svamparna. Den omvandlar socker i degen till koldioxidgas. När bröd och kakor bakas påskyndas denna omvandling. Den gas som frigörs expanderar på grund av de höga temperaturerna i ugnen. Ans denna expansion ger bröd och kakor ett svampigt utseende.
Associerade artiklar
- Charles lag
- Ekvationen för charles lag
- Grafik över charles lag