Калькулятор закона Шарля
Закон Шарля гласит, что объём фиксированного количества газа прямо пропорционален его абсолютной температуре при постоянном давлении: V₁/T₁ = V₂/T₂. Нагрейте газ, и он расширится; охладите, и он сожмётся. Этот калькулятор находит конечный объём V₂: просто введите начальный объём V₁, начальную температуру T₁ и конечную температуру T₂, удерживайте обе температуры в кельвинах, и ответ обновляется мгновенно по мере ввода. Он идеально подходит для домашних заданий по химии, лабораторных работ по физике и быстрой проверки того, как ведёт себя газ при нагревании или охлаждении.
Как пользоваться калькулятором закона Шарля
-
1
Введите начальное состояние
Укажите начальный объём V₁ и начальную абсолютную температуру T₁ в кельвинах.
-
2
Введите конечную температуру
Добавьте конечную температуру T₂, также в кельвинах (прибавьте 273,15 для перевода из °C).
-
3
Считайте конечный объём
Инструмент вычисляет V₂ = V₁·T₂/T₁ и показывает его рядом со всеми вашими данными.
Формула закона Шарля с объяснением
Закон Шарля гласит, что при постоянном давлении объём фиксированной массы идеального газа, делённый на его абсолютную температуру, остаётся постоянным:
V₁ / T₁ = V₂ / T₂
Выразив конечный объём, получаем формулу, которую использует этот калькулятор:
V₂ = V₁ · T₂ / T₁
Объём можно выражать в любых удобных единицах (литры, миллилитры, кубические метры) при условии, что с обеих сторон используется одна и та же единица; отношение сокращает единицы, поэтому V₂ получается в тех же единицах, что и V₁. Температура же всегда должна быть абсолютной (в кельвинах), потому что пропорциональность выполняется лишь тогда, когда 0 означает отсутствие тепловой энергии.
Разобранный пример
Шар содержит 2 л газа при 273 K (0 °C). Вы нагреваете его до 373 K (100 °C), сохраняя давление постоянным. Каков новый объём?
V₂ = 2 × 373 ÷ 273 ≈ 746 ÷ 273 ≈ 2,7326 л
Газ расширяется, потому что его абсолютная температура выросла в 373/273 ≈ 1,366 раза.
Краткая справка
| Величина | Обозначение | Примечание |
|---|---|---|
| Начальный объём | V₁ | Любая единица |
| Начальная температура | T₁ | Только кельвины |
| Конечная температура | T₂ | Только кельвины |
| Конечный объём | V₂ | Та же единица, что и V₁ |
Частые ошибки
- Использование °C вместо K. Всегда прибавляйте 273,15, чтобы перевести градусы Цельсия в кельвины (0 °C → 273,15 K). Если ввести 0 °C напрямую, T₁ = 0 и расчёт ломается.
- Изменение давления. Закон Шарля предполагает постоянное давление. Если давление тоже меняется, используйте объединённый газовый закон P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂.
- Добавление или удаление газа. Количество газа (моли, n) должно оставаться неизменным. Если оно меняется, переходите к полному уравнению состояния идеального газа PV = nRT.
- Путаница отношений температур с разностями. Объём масштабируется с отношением T₂/T₁, а не с разностью T₂ − T₁, поэтому удвоение температуры в кельвинах удваивает объём.
Часто задаваемые вопросы
Закон Шарля гласит, что при постоянном давлении объём фиксированного количества идеального газа прямо пропорционален его абсолютной температуре: V₁/T₁ = V₂/T₂. Нагревание газа увеличивает его объём; охлаждение уменьшает.
Закон опирается на абсолютную температуру, при которой 0 K означает отсутствие тепловой энергии. У шкал Цельсия и Фаренгейта произвольные нулевые точки, и они могут быть отрицательными, что нарушает пропорциональность. Переведите, прибавив 273,15 к значению в градусах Цельсия, прежде чем вводить его.
Нет. Для V₁ можно использовать литры, миллилитры, кубические метры или любую единицу, и V₂ получится в той же единице. Только температуры должны быть в кельвинах; отношение объёмов не зависит от единицы.
Числа, которые вы вводите, отправляются на наши серверы для вычисления результата, а в пошаговом режиме попадают в ссылку страницы. Они не сохраняются в базе данных и не передаются никому.
Сопутствующие инструменты
Калькулятор балясин
Введите свободный пролёт перил, ширину балясины и максимально допустимый зазор, чтобы получить точное количество необходимых балясин и равный промежуток между каждой стойкой, не превышающий нормативный предел.
Калькулятор Social Security США
Оцените пенсионную выплату Social Security в США по PIA и возрасту начала получения. Сравните месячные и годовые суммы в 62 года, FRA 67 и 70 лет.
Калькулятор производительности осушителя воздуха
Оцените производительность переносного осушителя по площади и сырости помещения в литрах и американских пинтах в сутки.
Калькулятор юбки-солнце
Рассчитайте радиусы талии и низа для четверти, половины, трёх четвертей или полного круга с прибавками и припусками.
Калькулятор длительности
Рассчитайте длительность между двумя часами в формате HH:MM, десятичных часах, минутах и секундах.
Калькулятор нумерологии
Рассчитайте нумерологические числа имени по пифагорейским или халдейским значениям букв: выражение, стремление души и личность.