เครื่องคำนวณกฎของชาร์ล
กฎของชาร์ลระบุว่าปริมาตรของแก๊สปริมาณคงที่จะแปรผันตรงกับอุณหภูมิสัมบูรณ์เมื่อความดันคงที่: V₁/T₁ = V₂/T₂ ถ้าให้ความร้อนแก่แก๊สมันจะขยายตัว ถ้าทำให้เย็นลงมันจะหดตัว เครื่องคำนวณนี้หาปริมาตรสุดท้าย V₂ เพียงกรอกปริมาตรเริ่มต้น V₁ อุณหภูมิเริ่มต้น T₁ และอุณหภูมิสุดท้าย T₂ โดยให้อุณหภูมิทั้งสองเป็นเคลวิน แล้วคำตอบจะอัปเดตทันทีขณะที่คุณพิมพ์ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการบ้านเคมี การทดลองฟิสิกส์ และการตรวจสอบอย่างรวดเร็วว่าแก๊สมีพฤติกรรมอย่างไรเมื่อถูกทำให้ร้อนหรือเย็น
วิธีใช้เครื่องคำนวณกฎของชาร์ล
-
1
กรอกสถานะเริ่มต้น
พิมพ์ปริมาตรเริ่มต้น V₁ และอุณหภูมิสัมบูรณ์เริ่มต้น T₁ เป็นเคลวิน
-
2
กรอกอุณหภูมิสุดท้าย
เพิ่มอุณหภูมิสุดท้าย T₂ เป็นเคลวินเช่นกัน (บวก 273.15 เพื่อแปลงจาก °C)
-
3
อ่านปริมาตรสุดท้าย
เครื่องมือจะคำนวณ V₂ = V₁·T₂/T₁ และแสดงผลข้างค่าที่คุณกรอกทั้งหมด
อธิบายสูตรกฎของชาร์ล
กฎของชาร์ลระบุว่า เมื่อความดันคงที่ ปริมาตรของแก๊สอุดมคติมวลคงที่หารด้วยอุณหภูมิสัมบูรณ์จะคงที่:
V₁ / T₁ = V₂ / T₂
เมื่อจัดรูปใหม่เพื่อหาปริมาตรสุดท้าย จะได้สูตรที่เครื่องคำนวณนี้ใช้:
V₂ = V₁ · T₂ / T₁
ปริมาตรใช้หน่วยใดก็ได้ตามที่ต้องการ (ลิตร มิลลิลิตร ลูกบาศก์เมตร) ตราบใดที่ใช้หน่วยเดียวกันทั้งสองข้าง อัตราส่วนจะตัดหน่วยออก ดังนั้น V₂ จึงออกมาในหน่วยเดียวกับ V₁ ส่วนอุณหภูมินั้นต้องเป็นสัมบูรณ์ (เคลวิน) เสมอ เพราะความแปรผันตรงเป็นจริงเฉพาะเมื่อ 0 หมายถึงไม่มีพลังงานความร้อน
ตัวอย่างการคำนวณ
ลูกโป่งบรรจุแก๊ส 2 L ที่ 273 K (0 °C) คุณให้ความร้อนจนถึง 373 K (100 °C) โดยรักษาความดันให้คงที่ ปริมาตรใหม่เป็นเท่าใด
V₂ = 2 × 373 ÷ 273 ≈ 746 ÷ 273 ≈ 2.7326 L
แก๊สขยายตัวเพราะอุณหภูมิสัมบูรณ์เพิ่มขึ้นเป็น 373/273 ≈ 1.366 เท่า
ตารางอ้างอิงอย่างย่อ
| ปริมาณ | สัญลักษณ์ | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| ปริมาตรเริ่มต้น | V₁ | หน่วยใดก็ได้ |
| อุณหภูมิเริ่มต้น | T₁ | เคลวินเท่านั้น |
| อุณหภูมิสุดท้าย | T₂ | เคลวินเท่านั้น |
| ปริมาตรสุดท้าย | V₂ | หน่วยเดียวกับ V₁ |
ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย
- ใช้ °C แทน K ให้บวก 273.15 เสมอเพื่อแปลงองศาเซลเซียสเป็นเคลวิน (0 °C → 273.15 K) การกรอก 0 °C ตรง ๆ จะทำให้ T₁ = 0 และการคำนวณผิดพลาด
- เปลี่ยนความดัน กฎของชาร์ลถือว่าความดันคงที่ หากความดันเปลี่ยนด้วย ให้ใช้กฎแก๊สรวม P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂ แทน
- เพิ่มหรือลดแก๊ส ปริมาณแก๊ส (โมล n) ต้องคงที่ หากเปลี่ยนแปลง ให้เปลี่ยนไปใช้กฎแก๊สอุดมคติฉบับเต็ม PV = nRT
- สับสนระหว่างอัตราส่วนกับผลต่างของอุณหภูมิ ปริมาตรแปรผันตามอัตราส่วน T₂/T₁ ไม่ใช่ผลต่าง T₂ − T₁ ดังนั้นการเพิ่มอุณหภูมิเคลวินเป็นสองเท่าจะทำให้ปริมาตรเพิ่มเป็นสองเท่า
คำถามที่พบบ่อย
กฎของชาร์ลระบุว่า เมื่อความดันคงที่ ปริมาตรของแก๊สอุดมคติปริมาณคงที่จะแปรผันตรงกับอุณหภูมิสัมบูรณ์: V₁/T₁ = V₂/T₂ การให้ความร้อนแก่แก๊สจะเพิ่มปริมาตร ส่วนการทำให้เย็นลงจะลดปริมาตร
กฎนี้อาศัยอุณหภูมิสัมบูรณ์ ซึ่ง 0 K หมายถึงไม่มีพลังงานความร้อน องศาเซลเซียสและฟาเรนไฮต์มีจุดศูนย์ที่กำหนดขึ้นเองและอาจติดลบได้ ซึ่งทำลายความแปรผันตรง จงแปลงค่าโดยบวก 273.15 เข้ากับค่าองศาเซลเซียสก่อนกรอก
ไม่สำคัญ คุณใช้ลิตร มิลลิลิตร ลูกบาศก์เมตร หรือหน่วยใดก็ได้สำหรับ V₁ และ V₂ จะออกมาในหน่วยเดียวกัน มีเพียงอุณหภูมิเท่านั้นที่ต้องเป็นเคลวิน อัตราส่วนปริมาตรไม่ขึ้นกับหน่วย
ตัวเลขที่คุณกรอกถูกส่งไปยังเซิร์ฟเวอร์ของเราเพื่อคำนวณผลลัพธ์ และในโหมดทีละขั้นตอน ตัวเลขจะถูกเพิ่มเข้าไปในลิงก์ของหน้า ตัวเลขจะไม่ถูกจัดเก็บในฐานข้อมูลหรือแบ่งปันกับใคร
เครื่องมือที่เกี่ยวข้อง
เครื่องคำนวณแมโคร
แปลงเป้าหมายแคลอรีต่อวันและเปอร์เซ็นต์แมโครเป็นกรัมของโปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมัน พร้อมตัวเลือกแบบสมดุล โปรตีนสูง เพิ่มกล้ามเนื้อ และคาร์โบไฮเดรตต่ำ
เครื่องคำนวณแคลอรีที่เผาผลาญ
ประมาณแคลอรีที่คุณเผาผลาญระหว่างออกกำลังกายจากน้ำหนักตัว ชนิดกิจกรรม และระยะเวลา โดยใช้ค่า MET ที่อ้างอิงหลักวิทยาศาสตร์
เครื่องคำนวณค่า eGFR
ประเมิน eGFR จากครีอะตินีนในซีรัม อายุ และเพศ ด้วยสมการครีอะตินีน CKD-EPI 2021 ที่ไม่ใช้ปัจจัยเชื้อชาติ ผลลัพธ์เป็น mL/min/1.73 m²
เครื่องคำนวณขนาดตู้ปลา
คำนวณปริมาตรตู้ปลาเป็นแกลลอนสหรัฐและลิตรจากขนาดด้านในของตู้เป็นนิ้ว พร้อมน้ำหนักของน้ำเมื่อเติมเต็มเป็นปอนด์และกิโลกรัม
เครื่องคำนวณระยะเวลา
คำนวณระยะเวลาระหว่างสองเวลาเป็น HH:MM ชั่วโมงทศนิยม นาที และวินาที
เครื่องคำนวณ ANOVA
ทำ one-way ANOVA กับสองกลุ่มขึ้นไปเพื่อทดสอบว่าค่าเฉลี่ยต่างกันอย่างมีนัยสำคัญหรือไม่ พร้อมรายงาน F-statistic องศาอิสระ ค่าเฉลี่ยกำลังสอง และผลรวมกำลังสอง