Định luật Charles

Hoạ cảnh nêu lên mối quan hệ giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối.

Định luật Charles là một định luật quan trọng về các chất khí được sử dụng nhiều trong chương nhiệt động và hóa lý của ngành hoá học. Định luật lấy tên theo Jacques Charles được phát biểu như sau:

Với lượng khí n không đổi ở áp suất p không đổi thì tỉ số giữa thể tích V và nhiệt độ T không đổi hay thể tích và nhiệt độ tỉ lệ thuận trực tiếp với nhau

Mối quan hệ tỉ lệ thuận này có thể được viết là:

$V\propto T$

hay

${\frac {V}{T}}=k,$

trong đó:

V là thể tích của khí,

T là nhiệt độ của khí (đơn vị đo là kelvin),

k là một hằng số.

Lượng khí không đổi cùng áp suất ở trạng thái 1 và 2 thì :${\frac {V_{1}}{T_{1}}}={\frac {V_{2}}{T_{2}}}\qquad {\text{hay}}\qquad {\frac {V_{2}}{V_{1}}}={\frac {T_{2}}{T_{1}}}\qquad {\text{hay}}\qquad V_{1}T_{2}=V_{2}T_{1}.$ Đây là trường hợp đặc biệt của phương trình khí lý tưởng pV = nRT.

Lịch sử

Mối liên hệ giữa V và T được Jacques Charles phát hiện năm 1787 nhưng không công bố, Gay-Lussac phát biểu định luật này vào năm 1802, vì vậy định luật này còn có tên định luật Charles.

Các công thức trên là cách viết khác của định luật Gay-Lussac thực sự: V(T) = V₀[1 + a₀(T - T₀)]

với  V₀, a₀ = 1/T₀ là thể tích, hệ số giản đẳng áp khí ở nhiệt độ chuẩn (0 °C) T₀ = 273,15 K

V(T): thể tích khí ở nhiệt độ T

hay tổng quát với khí lý tưởng: V₂ = V₁[1 + a_V(T₂ - T₁)], trong đó a_V = 1/T₁

Xem thêm

• Phương trình khí lý tưởng
• Định luật Boyle-Mariotte
• Định luật Gay-Lussac 2
• Định luật Avogadro