Máy tính định luật Charles

Định luật Charles nêu rằng, ở áp suất không đổi, thể tích của một khối lượng khí lí tưởng xác định chia cho nhiệt độ tuyệt đối của nó luôn không đổi:

V₁ / T₁ = V₂ / T₂

Biến đổi để tìm thể tích cuối, ta được công thức mà máy tính này sử dụng:

V₂ = V₁ · T₂ / T₁

Thể tích có thể dùng bất kỳ đơn vị nào bạn muốn (lít, mililít, mét khối) miễn là bạn dùng cùng một đơn vị ở cả hai vế; tỉ số triệt tiêu đơn vị, nên V₂ ra cùng đơn vị với V₁. Tuy nhiên, nhiệt độ luôn phải là tuyệt đối (kelvin), vì tính tỉ lệ chỉ đúng khi 0 nghĩa là không có năng lượng nhiệt.

Ví dụ giải mẫu

Một quả bóng chứa 2 L khí ở 273 K (0 °C). Bạn nung nóng nó lên 373 K (100 °C) trong khi giữ áp suất không đổi. Thể tích mới là bao nhiêu?

V₂ = 2 × 373 ÷ 273 ≈ 746 ÷ 273 ≈ 2,7326 L

Khí nở ra vì nhiệt độ tuyệt đối của nó tăng theo hệ số 373/273 ≈ 1,366.

Tham khảo nhanh

Lỗi thường gặp

• Dùng °C thay vì K. Luôn cộng 273,15 để chuyển độ Celsius sang kelvin (0 °C → 273,15 K). Nhập 0 °C trực tiếp làm T₁ = 0 và phép tính bị hỏng.
• Thay đổi áp suất. Định luật Charles giả định áp suất không đổi. Nếu áp suất cũng thay đổi, hãy dùng định luật khí kết hợp P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂.
• Thêm hoặc bớt khí. Lượng khí (mol, n) phải giữ cố định. Nếu nó thay đổi, hãy chuyển sang phương trình khí lí tưởng đầy đủ PV = nRT.
• Nhầm tỉ số nhiệt độ với hiệu số. Thể tích tỉ lệ theo tỉ số T₂/T₁, chứ không theo hiệu T₂ − T₁, nên nhân đôi nhiệt độ kelvin sẽ làm thể tích tăng gấp đôi.