Rechner zum Gesetz von Charles

Das Gesetz von Charles beschreibt, wie sich das Volumen einer festen Gasmenge bei konstantem Druck mit der absoluten Temperatur ändert. Der Zusammenhang ist direkt proportional: Beim Erwärmen nimmt das Volumen zu, beim Abkühlen nimmt es ab. Die Grundgleichung lautet V1 geteilt durch T1 gleich V2 geteilt durch T2. Umgestellt ergibt sich V2 = V1 × T2 ÷ T1. Diese Berechnung führt der Rechner durch. Vor der Anwendung muss die Temperatur auf einer absoluten Skala angegeben werden. Celsius- und Fahrenheitwerte lassen sich nicht direkt einsetzen, weil ihre Nullpunkte nicht für eine verschwindende molekulare Wärmeenergie stehen. Der Rechner wandelt beide Skalen automatisch in Kelvin um. Zu Celsius werden 273.15 addiert; Fahrenheit wird zunächst in Celsius und anschließend in Kelvin umgerechnet. Anfangs- und Endvolumen haben dieselbe Einheit: Eine Eingabe in Litern liefert ein Ergebnis in Litern. Das Verhältnis gilt auch für Milliliter, Kubikmeter oder Kubikfuß, solange die Volumeneinheit gleich bleibt. Das Modell eignet sich für Ballons, flexible Gasbehälter, Laborvorführungen und näherungsweise Vergleiche des Gasverhaltens. Ein in der Sonne erwärmter Ballon dehnt sich beispielsweise aus, weil die schnelleren Moleküle mehr Platz benötigen, um denselben Druck zu halten. Beim Abkühlen zieht er sich aus dem umgekehrten Grund zusammen. Das Gesetz setzt voraus, dass die Gasmenge unverändert bleibt und sich der Behälter ausreichend frei ausdehnen oder zusammenziehen kann, um den Druck konstant zu halten. Reale Systeme können von diesem idealen Zusammenhang abweichen. Starre Tanks halten den Druck nicht konstant, undichte Behälter behalten keine feste Gasmenge, und Gase nahe der Kondensation oder bei sehr hohem Druck können sich nichtideal verhalten. Das Gesetz von Charles ist daher eine Idealgasabschätzung und kein vollständiges technisches Modell. Verwenden Sie stets Temperaturen oberhalb des absoluten Nullpunkts. Bei wesentlichen Druckänderungen sind gemessene Druckwerte und eine umfassendere Gasgleichung nötig.